DE102009047364A1 - System for testing the fatigue strength of a specimen - Google Patents

System for testing the fatigue strength of a specimen Download PDF

Info

Publication number
DE102009047364A1
DE102009047364A1 DE200910047364 DE102009047364A DE102009047364A1 DE 102009047364 A1 DE102009047364 A1 DE 102009047364A1 DE 200910047364 DE200910047364 DE 200910047364 DE 102009047364 A DE102009047364 A DE 102009047364A DE 102009047364 A1 DE102009047364 A1 DE 102009047364A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
specimen
test
holding device
bending moment
contraption
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE200910047364
Other languages
German (de)
Inventor
Matthias Decker
Steffen Rödling
Jürgen FRÖSCHL
Bernd Brettner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH
Original Assignee
IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH filed Critical IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH
Priority to DE200910047364 priority Critical patent/DE102009047364A1/en
Priority to EP10193365A priority patent/EP2330399A1/en
Publication of DE102009047364A1 publication Critical patent/DE102009047364A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • G01M13/02Gearings; Transmission mechanisms
    • G01M13/027Test-benches with force-applying means, e.g. loading of drive shafts along several directions
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00Testing of vehicles
    • G01M17/08Railway vehicles
    • G01M17/10Suspensions, axles or wheels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
    • G01N3/36Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces generated by pneumatic or hydraulic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014Type of force applied
    • G01N2203/0023Bending

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

Vorrichtung (40, 50, 60, 70) zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers (10) mit einer ersten Halteeinrichtung (11b), die zum momentenabstützenden Einspannen eines ersten Abschnitts (10b) des Probekörpers (10) eingerichtet ist, und einer zweiten Halteeinrichtung (11a), die zum Einspannen eines zweiten Abschnitts (10a) des Probekörpers (10) eingerichtet ist. Eine Biegemomenteinleiteeinrichtung (12) ist zum Anlegen eines Biegemoments als Prüflast an den mittels der ersten Halteeinrichtung (11b) und der zweiten Halteeinrichtung (11a) eingespannten Probekörper (10) eingerichtet. Die Biegemomenteinleiteeinrichtung (12) kann zum Anlegen des Biegemoments an den Probekörper (10) an der zweiten Halteeinrichtung (11a) angreifen.Device (40, 50, 60, 70) for testing the fatigue strength of a test specimen (10) with a first holding device (11b), which is adapted for moment-supporting clamping of a first section (10b) of the specimen (10), and a second holding device (10). 11a), which is adapted for clamping a second portion (10a) of the specimen (10). A bending moment introduction device (12) is designed to apply a bending moment as a test load to the specimen (10) clamped by means of the first retaining device (11b) and the second retaining device (11a). The bending moment introduction device (12) can act on the second holding device (11a) to apply the bending moment to the test body (10).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers.The invention relates to a device for testing the fatigue strength of a specimen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers.The invention further relates to an arrangement for testing the fatigue strength of a specimen.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers.In addition, the invention relates to a method for testing the fatigue strength of a specimen.

Es ist auf vielen Technologiegebieten erforderlich, Probekörper einer Betriebsfestigkeitsprüfung zu unterziehen, bevor diese in den praktischen Einsatz gelangen. Dies ist aus Gründen der Betriebssicherheit notwendig.It is necessary in many fields of technology to subject test specimens to a fatigue test before they are put to practical use. This is necessary for reasons of operational safety.

Ein Radsatz für Schienenfahrzeuge stellt ein Beispiel für einen solchen Probekörper dar und enthält eine Radsatzwelle und zwei Radscheiben. Je nach Anwendung können auf der Radsatzwelle auch noch Bremsscheiben und/oder Zahnräder für den Antrieb montiert sein. Radsätze übertragen zum einen das Gewicht des Fahrzeugs auf die Schienen und führen zum anderen das Fahrzeug auf dem Gleis. Die beiden Radscheiben sind mit der Radsatzwelle in der Regel starr verbunden, sie können sich gegenüber der Welle und gegeneinander im Wesentlichen nicht drehen. Eine geringfügige Torsionsverformung zwischen den beiden Radscheiben ist allerdings möglich. Der Radsatz unterliegt hohen Beanspruchungen im Betrieb. Die Radsatzwelle wird durch das auf die Lager einwirkende Gewicht auf Biegung beansprucht. Weil sich der Radsatz beim Rollen des Fahrzeuges dreht, ist die Biegelast eine umlaufende Wechselbeanspruchung. Die Radscheiben müssen Kräfte von Spurführung und Antrieb bzw. Bremse übernehmen. In der Entwicklung eines solchen Radsatzes sollte aus Sicherheitsgründen eine Betriebsfestigkeitsprüfung durchgeführt werden.A wheel set for rail vehicles is an example of such a specimen and includes a wheelset shaft and two wheel discs. Depending on the application, brake disks and / or gears may also be mounted on the wheelset shaft for the drive. Wheel sets transmit the weight of the vehicle to the rails and lead the vehicle to the track. The two wheel discs are rigidly connected to the axle usually, they can not rotate relative to the shaft and against each other substantially. However, a slight torsional deformation between the two wheel discs is possible. The wheelset is subject to high stresses during operation. The wheelset shaft is subjected to bending by the weight acting on the bearings. Because the wheelset rotates when rolling the vehicle, the bending load is a circumferential alternating stress. The wheel discs must take over forces of tracking and drive or brake. In the development of such a wheelset, a durability test should be performed for safety reasons.

DE 26 01 259 offenbart eine Einrichtung zur betriebsähnlichen Prüfung von Radsätzen für Schienenfahrzeuge, wobei das Rad in einer umlaufenden Trommel mit Schienenprofil abläuft, und Einrichtungen vorgesehen sind, die das Rad und die Welle senkrecht und/oder seitlich belasten. DE 26 01 259 discloses a device for operation-like testing of wheelsets for rail vehicles, wherein the wheel runs in a rotating drum with rail profile, and means are provided which load the wheel and the shaft vertically and / or laterally.

DE 36 04 186 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zur Prüfung von Schienenfahrzeugradsätzen unter betriebsähnlichen Belastungsbedingungen, worin in die Radaufstandspunkte der beiden Schienenfahrzeugräder über die Schienenfahrzeugachse derselben Radial- und/oder Axialkräfte zur Simulation von unterschiedlichsten Belastungsbedingungen eingeleitet werden können. Es ist außerdem möglich, zusätzlich zu den über die Schienenfahrzeugachse eingeleiteten Axialkräften über den Radreifen oder über die Schiene, auf welcher das jeweilige Schienenfahrzeugrad während der Prüfung läuft, Zusatzaxialkräfte in den Radaufstandspunkt des einen Schienenfahrzeugrads oder in die Radaufstandspunkte beider Schienenfahrzeugräder einzuleiten. Auf diese Weise kann ein gesamter Schienenfahrzeugradsatz geprüft und insbesondere festgestellt werden, wo die schwächsten Belastungsstellen sind. DE 36 04 186 discloses a method and apparatus for inspecting rail vehicle wheelsets under farm-like loading conditions wherein radial and / or axial forces may be introduced into the wheel contact points of the two rail vehicle wheels via the rail vehicle axis to simulate a variety of load conditions. It is also possible to initiate additional axial forces into the wheel contact point of one rail vehicle wheel or into the wheel contact points of both rail vehicle wheels in addition to the axial forces introduced via the rail vehicle axle via the wheel tire or via the rail on which the respective rail vehicle wheel passes during the test. In this way, an entire rail vehicle wheel set can be checked and in particular determined where the weakest load points are.

Allerdings erlauben diese herkömmlichen Prüfarchitekturen keine Prüfung eines Probekörpers, wie beispielsweise eines Radsatzes, unter betriebsnahen Bedingungen und/oder bergen Sicherheitsrisiken während des Prüfbetriebs. Zudem ist bei den vorbekannten Lösungen mit rotierendem Probekörper dieser während der Prüfung einer Messung oder Inspektion nicht oder nur stark erschwert zugänglich.However, these conventional test architectures do not permit testing of a specimen, such as a wheel set, under operating conditions and / or pose safety hazards during test operation. In addition, in the known solutions with rotating specimen this is not or only very difficult accessible during the test of a measurement or inspection.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Prüfarchitektur bereitzustellen, die eine Prüfung eines Probekörpers unter betriebsnahen Bedingungen ermöglicht und außerdem einen sicheren Prüfbetrieb gewährleistet sowie die Möglichkeit der Messung und Inspektion selbst bei laufender Prüfung bietet.It is an object of the present invention to provide a test architecture that enables testing of a test specimen under close-to-operation conditions, as well as ensuring safe test operation and the possibility of measurement and inspection even while testing is in progress.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, eine Anordnung und ein Verfahren zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.This object is achieved by a device, an arrangement and a method for testing the fatigue strength of a specimen with the features according to the independent claims.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur ausreichend betriebsnahen Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers mit einer ersten Halteeinrichtung geschaffen, die zum momentenabstützenden (bzw. zum momentenfesten) Einspannen eines ersten Abschnitts (zum Beispiel eines ersten Endabschnitts) des Probekörpers eingerichtet ist. Die Vorrichtung weist ferner eine zweite Halteeinrichtung auf, die zum entsprechenden Einspannen eines zweiten Abschnitts (zum Beispiel eines zweiten Endabschnitts) des Probekörpers eingerichtet ist. Ferner enthält die Vorrichtung eine Biegemomenteinleiteeinrichtung, die zum Anlegen eines Biegemoments (und/oder einer Axialkraft) als Prüflast an den mittels der ersten Halteeinrichtung und der zweiten Halteeinrichtung eingespannten Probekörper eingerichtet ist. Die Biegemomenteinleiteeinrichtung kann zum Anlegen des Biegemoments an den Probekörper (insbesondere direkt) an der zweiten Halteeinrichtung angreifen.According to one exemplary embodiment of the present invention, a device is provided for sufficiently close-to-operational testing of the operational stability of a test specimen having a first holding device, which is set up for torque-supporting (or torque-resistant) clamping of a first section (for example, of a first end section) of the test specimen. The device further comprises a second holding device, which is set up for the corresponding clamping of a second section (for example of a second end section) of the test specimen. Further, the device includes a Biegemomenteinleiteeinrichtung, which is adapted for applying a bending moment (and / or an axial force) as a test load on the clamped by means of the first holding means and the second holding means test piece. The Biegemomenteinleiteeinrichtung can attack to apply the bending moment to the specimen (especially directly) on the second holding device.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers geschaffen, wobei die Anordnung eine Vorrichtung mit den oben beschriebenen Merkmalen und den Probekörper aufweist, der mittels der ersten Halteeinrichtung und der zweiten Halteeinrichtung der Vorrichtung eingespannt oder einspannbar ist.According to another embodiment of the present invention, there is provided an apparatus for testing the fatigue strength of a specimen, the apparatus comprising a device having the above-described features and Test specimen, which is clamped or clamped by means of the first holding device and the second holding device of the device.

Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird ein erster Abschnitts des Probekörpers an einer ersten Halteeinrichtung momentenabstützend eingespannt und wird ein zweiter Abschnitt des Probekörpers an einer zweiten Halteeinrichtung eingespannt. Ferner wird ein Biegemoment als Prüflast an den mittels der ersten Halteeinrichtung und der zweiten Halteeinrichtung eingespannten Probekörper angelegt, wobei das Biegemoment an (oder mittels) der zweiten Halteeinrichtung in den Probekörper eingeleitet wird.According to yet another exemplary embodiment of the invention, a method for testing the fatigue strength of a specimen is provided. In the method, a first portion of the specimen is clamped torque-supporting on a first holding device and a second portion of the specimen is clamped to a second holding device. Furthermore, a bending moment is applied as a test load to the clamped by the first holding means and the second holding means test specimen, wherein the bending moment is introduced to (or by means of) the second holding means in the sample.

Im Rahmen dieser Anmeldung kann unter einem „Probekörper” ein beliebiges Bauteil oder eine bauteilnahe Probe oder eine beliebige Probe verstanden werden, das oder die unter realitätsnahen Bedingungen dahingehend getestet werden soll, wie es oder sie auf eine definierte Belastung durch eine beliebige Kombination aus Biegung, umlaufender Biegung und Axialkraft reagiert. Beispielsweise kann ein solcher Probekörper eine Radsatzwelle für ein Schienenfahrzeug sein. Der Probekörper kann aber auch ein anderer Körper sein, zum Beispiel eine Motorwelle, eine Achse eines Straßenfahrzeugs oder generell ein anderes zum Beispiel längliches oder gestrecktes Bauteil, das im Betrieb (zum Beispiel im bestimmungsgemäßen Betrieb, bei Missbrauch oder in einem Sonderlastbetrieb) einer Axial- oder Biegebeanspruchung ausgesetzt sein kann bzw. unter einer Axial- oder Biegebeanspruchung untersucht werden soll. Zum Beispiel können rotationssymmetrische oder im Wesentlichen rotationssymmetrische Probekörper geprüft werden.In the context of this application, a "test specimen" can be understood as meaning any component or a specimen close to the component or any specimen which is to be tested under realistic conditions to the extent that it or it is subjected to a defined load by any combination of bending, circumferential bending and axial force reacts. For example, such a test piece may be a wheel set shaft for a rail vehicle. The specimen may also be another body, for example a motor shaft, an axle of a road vehicle or in general another, for example, elongated or stretched component, which in operation (for example, in normal operation, abuse or in a special load operation) of an axial or subjected to bending stress or should be examined under an axial or bending stress. For example, rotationally symmetric or substantially rotationally symmetrical specimens can be tested.

Unter einem „momentenabstützenden Einspannen” (oder einem momentenfesten Einspannen) des Probekörpers an der ersten Halteeinrichtung kann insbesondere verstanden werden, dass der erste Abschnitt des Probekörpers derart unbeweglich, fest, rigide oder starr eingespannt wird, dass auf den Probekörper einwirkende Momente an der Einspannstelle der ersten Halteeinrichtung aufgenommen werden können. Anders ausgedrückt wird ein freies Verschieben, Drehen oder Schwenken des Probekörpers an der Einspannstelle der ersten Halteeinrichtung unterbunden. Mit dem momentenabstützenden Einspannen kann dem dort eingespannten Abschnitt des Probekörpers die freie Beweglichkeit entzogen werden. Dies ermöglicht es dann, mit einer angrenzend angebrachten Messeinrichtung die auf den Probekörper einwirkenden Belastungen präzise und ohne Artefakte abzufühlen. Bei einem kraftabstützenden oder kraftfesten Einspannen des Probekörpers an der ersten Halteeinrichtung kann der erste Abschnitt des Probekörpers derart eingespannt werden, dass sämtliche auf den Probekörper einwirkende Kräfte an der Einspannstelle der ersten Halteeinrichtung aufgenommen werden können.A "moment-supporting clamping" (or a torque-resistant clamping) of the specimen on the first holding device can be understood in particular that the first portion of the specimen is immobile, rigid, rigid or rigid clamped so that acting on the specimen moments at the clamping of the first holding device can be added. In other words, free displacement, rotation or pivoting of the test specimen at the clamping point of the first holding device is prevented. With the torque-supporting clamping the free mobility can be removed from the section of the specimen clamped there. This then makes it possible with an adjacently mounted measuring device to sense the loads acting on the test specimen precisely and without artifacts. In a kraftabstützenden or force-tight clamping of the specimen on the first holding device, the first portion of the specimen can be clamped such that all forces acting on the specimen forces can be added to the clamping of the first holding device.

An der zweiten Halteeinrichtung des Probekörpers kann die Einspannung ebenfalls momentenabstützend, insbesondere kraft- und momentenabstützend, vorgenommen werden. Alternativ kann an der zweiten Halteeinrichtung des Probekörpers die Einspannung allerdings auch so vorgenommen werden, dass dem zweiten Abschnitt des Probekörpers hier zumindest hinsichtlich eines Freiheitsgrads (zum Beispiel hinsichtlich der Drehbarkeit um eine Einspannachse mittels einen anbringbaren Drehantriebs) die Beweglichkeit belassen wird, hinsichtlich eines anderen Freiheitsgrads (zum Beispiel betreffend eine seitliche Bewegbarkeit) die Beweglichkeit aber ausgeschlossen wird.At the second holding device of the specimen, the clamping can also be torque-supporting, in particular force and torque-supporting, made. Alternatively, however, the clamping can also be performed on the second holding device of the test specimen such that the second section of the test specimen is left with at least one degree of freedom (for example with regard to rotatability about a clamping axis by means of an attachable rotary drive) with regard to another degree of freedom (for example, regarding a lateral mobility) but the mobility is excluded.

Unter einer „Biegemomenteinleiteeinrichtung” kann eine Einrichtung verstanden werden, die an den Probekörper ein Biegemoment einer vorgebbaren Amplitude und Richtung anlegen kann. Es kann zum Beispiel ein dynamisch umlaufendes Biegemoment an den Probekörper angelegt werden, um eine wechselnde Biegebeanspruchung, insbesondere eine Umlaufbiegebeanspruchung, des Probekörpers abzubilden. Es kann alternativ oder kombiniert ein statisches Biegemoment für einen vorgebbaren Zeitraum an den Probekörper angelegt werden. Alternativ kann eine reine Axialbelastung in den Probekörper eingeleitet werden. Alternativ kann eine beliebige Kombination aus Biege- und Axialbelastung überlagert werden kann. Die Biegemomenteinleiteeinrichtung kann ferner so konfiguriert sein, dass jederzeit oder nur zu einem bestimmten Zeitpunkt das angelegte Biegemoment bzw. eine Biegebelastung über den gesamten Probekörper hinweg gleich ist.A "Biegemomenteinleiteeinrichtung" can be understood as a device that can create a bending moment of a predeterminable amplitude and direction of the specimen. For example, a dynamically rotating bending moment can be applied to the specimen in order to map an alternating bending stress, in particular a circumferential bending strain, of the specimen. Alternatively or in combination, a static bending moment can be applied to the test specimen for a predefinable period of time. Alternatively, a pure axial load can be introduced into the specimen. Alternatively, any combination of bending and axial load can be superimposed. The bending moment introduction device can furthermore be configured such that the applied bending moment or a bending load over the entire test piece is the same at any time or only at a certain point in time.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beruht auf dem Gedanken, eine Vorrichtung zur Prüfung des Verhaltens eines ruhenden (oder zumindest im Wesentlichen ruhenden) Probekörpers unter Biegebeanspruchung entlang einer Längsachse des Probekörpers zu schaffen, wobei der Probekörper an einem ersten Bereich momentenfest eingespannt ist und an einem zweiten Bereich mit einer Biegemomenteinleiteeinrichtung verbunden ist. Die Biegemomenteinleiteeinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass in den Probekörper ein Prüfmoment derart einleitbar ist, dass eine Biegebelastung im Probekörper zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich, ggf. über die gesamte Ausdehnung des Probekörpers hinweg, im Wesentlichen konstant ist. Diese Prüfarchitektur mit einer momentenfesten Einspannung an einer Seite und einer Biegemomentbeaufschlagung an einer anderen Seite des Prüfkörpers ermöglicht eine Prüfung des Probekörpers unter betriebsnahen, realistischen Bedingungen. Aufgrund des zumindest einseitig festen Einspannens ist ein gefahrloser Prüfbetrieb gewährleistet, da eine Bewegung des Prüfkörpers entbehrlich ist. Ferner ist an einem in Ruhe befindlichen Prüfkörper auch eine Erkennung von möglichen Rissen oder dergleichen des Probekörpers in situ möglich.An embodiment of the invention is based on the idea of providing a device for testing the behavior of a stationary (or at least substantially stationary) test specimen under bending stress along a longitudinal axis of the specimen, wherein the specimen is clamped torque-tight at a first region and at a second region is connected to a Biegemomenteinleiteeinrichtung. The bending moment introduction device can be designed such that a test moment can be introduced into the test body in such a way that a bending load in the test body between the first area and the second area, if necessary over the entire extent of the test body, is substantially constant. This test architecture with a torque-resistant clamping on one side and a Biegemomentbeaufschlagung on another side of the specimen allows testing of the specimen under close-to-life, realistic conditions. At least because of one-sided fixed clamping a safe testing operation is guaranteed, since a movement of the specimen is unnecessary. Furthermore, a recognition of possible cracks or the like of the specimen in situ is possible at a resting test specimen.

Ein Vorteil einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht somit darin, dass das Verhalten unter Biegebeanspruchung bzw. die Betriebsfestigkeit in einem ruhenden Zustand des Probekörpers geprüft werden kann. Dies ermöglicht eine zum Beispiel optische Überwachung des Prüfvorgangs am ruhenden Probekörper. Überdies sind Messeinrichtungen, die mit dem Probekörper direkt zusammenwirken, bedarfsweise problemlos an den ruhenden Probekörper anschließbar. Derartige Messeinrichtungen können beispielsweise Dehnmessstreifen, Dehnungsaufnehmer, Reißdrähte, Potentialsonden oder optische Messeinrichtungen sein.An advantage of a device according to an embodiment of the invention is therefore that the behavior under bending stress or the fatigue strength can be tested in a dormant state of the specimen. This allows, for example, optical monitoring of the test procedure on the stationary specimen. Moreover, measuring devices which interact directly with the test specimen, if necessary, can be connected without problem to the stationary specimen. Such measuring devices may be, for example, strain gauges, strain gauges, rupture wires, potential probes or optical measuring devices.

Im Weiteren werden Ausgestaltungen der Vorrichtung beschrieben. Diese gelten auch für die Anordnung und das Verfahren.In the following, embodiments of the device will be described. These also apply to the arrangement and the procedure.

Die erste Halteeinrichtung kann zum kraft- und momentenabstützenden (bzw. zum kraft- und momentenfesten) Einspannen des ersten Abschnitts (zum Beispiel eines ersten Endabschnitts) des Probekörpers eingerichtet sein. Eine solche Konfiguration kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn auf den Probekörper eine axiale Zug- oder Druckkraft als Prüflast angelegt wird.The first holding device can be designed for clamping the first section (for example a first end section) of the test body into force-retaining and torque-supporting (or for force and torque-resistant) clamping. Such a configuration may be particularly advantageous when an axial tensile or compressive force is applied as a test load on the specimen.

Die zweite Halteeinrichtung kann außerdem so gestaltet sein, dass eine Befestigung an verschiedenen Stellen über die Länge des Probekörpers möglich ist. Dies ermöglicht die gezielte Prüfung verschiedener Abschnitte des Probekörpers.The second holding device may also be designed so that an attachment at different locations over the length of the specimen is possible. This allows the targeted examination of different sections of the specimen.

Die Biegemomenteinleiteeinrichtung kann mindestens eine Linearantriebseinheit (das heißt genau eine Linearantriebseinheit oder eine Mehrzahl von Linearantriebseinheiten) aufweisen, die alle an der zweiten Halteeinrichtung angreifen können. Es können zum Beispiel ein, zwei, drei oder mehr Linearantriebseinheiten vorgesehen werden. Eine abgestimmte Bewegung der Linearantriebseinheiten kann derart auf die zweite Halteeinrichtung einwirken, dass auf den an der zweiten Halteeinrichtung eingespannten Probekörper ein vorgebbares, insbesondere umlaufendes, Biegemoment anlegbar ist.The Biegemomenteinleiteeinrichtung may have at least one linear drive unit (that is, exactly one linear drive unit or a plurality of linear drive units), all of which can engage the second holding device. For example, one, two, three or more linear drive units may be provided. A coordinated movement of the linear drive units can act on the second holding device such that a specifiable, in particular rotating, bending moment can be applied to the specimen clamped to the second holding device.

Antriebsachsen der Mehrzahl von Linearantriebseinheiten können parallel zueinander und um den Probekörper herum angeordnet sein. Die Antriebsachsen können von dem Probekörper beabstandet angeordnet sein. Die Abstände der Antriebsachen zu dem Probekörper können gleich sein. Dies ermöglicht eine symmetrische Anordnung und ein hohes Maß an Designfreiheit beim Einleiten gewünschter Biegungsmomente in den Probekörper, das aufgrund des Beabstandens der Probekörper noch gut zugänglich bleibt. Die Beabstandung zu dem Probekörper erlaubt es ferner, den Probekörper während der Betriebsfestigkeitsprüfung zu überwachen, zum Beispiel mittels an dem Probekörper anbringbarer Messeinrichtungen.Drive axles of the plurality of linear drive units may be arranged parallel to one another and around the specimen. The drive axles may be spaced from the specimen. The distances of the driving matters to the test piece may be the same. This allows a symmetrical arrangement and a high degree of design freedom when introducing desired bending moments in the specimen, which still remains easily accessible due to the spacing of the specimens. The spacing to the specimen also allows the specimen to be monitored during the fatigue strength test, for example by means of measuring devices attachable to the specimen.

Die Antriebsachse(n) der Linearantriebseinheit(en) kann/können parallel zu einer Einspannachse des Probekörpers verlaufen. Diese Einspannachse kann einer Erstreckungsrichtung des Probekörpers zwischen der ersten Halteeinrichtung und der zweiten Halteeinrichtung entsprechen. Somit können die Einspannstellen an den beiden Halteeinrichtungen gedanklich miteinander verbunden werden, um dadurch die Einspannachse zu definieren. Bei einer Verbiegung des Probekörpers infolge des Anlegens der Biegebeanspruchung kann der Probekörper geringfügig aus der Antriebsachse ausgelenkt werden, zum Beispiel aus dieser herausgebogen werden. Der Fachmann wird aber verstehen, dass die Antriebsachse(n) dann immer noch im Wesentlichen parallel zu der Einspannachse verläuft/verlaufen.The drive axis (s) of the linear drive unit (s) can run parallel to a clamping axis of the test specimen. This clamping axis may correspond to an extension direction of the test specimen between the first holding device and the second holding device. Thus, the clamping points on the two holding devices can be mentally connected to each other, thereby defining the clamping axis. In a bending of the specimen as a result of applying the bending stress of the specimen can be slightly deflected out of the drive axle, for example, be bent out of this. However, the person skilled in the art will understand that the drive axle (s) then still runs / runs essentially parallel to the clamping axle.

Die zweite Halteeinrichtung kann als flächiger Körper ausgebildet sein. Insbesondere kann die zweite Halteeinrichtung als plattenförmiger Körper ausgebildet sein. Mittels Ausgestaltens der zweiten Halteeinrichtung als Exzenterplatte bzw. Taumelplatte kann mit günstigen Hebelarmen eine Biegemomenteinleitung von der oder den Linearantriebseinheit(en) über die Platte auf den Probekörper erfolgen und ein zum Beispiel mittig in der Platte eingespannter Probekörper einer wohldefinierten Biegebeanspruchung ausgesetzt werden.The second holding device may be formed as a flat body. In particular, the second holding device may be formed as a plate-shaped body. By Ausgestaltens the second holding device as an eccentric or wobble plate can be done with favorable lever arms a bending moment introduction of the linear drive unit (s) on the plate on the specimen and exposed to a centrally clamped example in the plate specimen of a well-defined bending stress.

Somit kann die zweite Halteeinrichtung in einem zentralen Bereich einer Belastungsplatte ausgebildet sein, an welcher der Probekörper mittig und die mindestens eine Linearantriebseinheit außermittig (zum Beispiel in einem Randbereich) angreift. Zum Beispiel kann der Probekörper im Wesentlichen in einem Schwerpunkt der Belastungsplatte eingespannt werden, wohingegen die Linearantriebseinheit(en) an einem äußeren Umfang der Belastungsplatte angreifen kann/können, und zwar bei mehreren Linearantriebseinheiten bevorzugt symmetrisch entlang des Umfangs verteilt. Werden zum Beispiel drei Linearantriebseinheiten vorgesehen, so können diese entlang des Umfangs der Belastungsplatte jeweils um 120° gegeneinander winkelversetzt angeordnet sein. Bei Vorsehen von vier Linearantriebseinheiten kann ein Winkel zwischen benachbarten Linearantriebseinheiten zum Beispiel 90° betragen. Mit solchen winkelsymmetrischen Anordnungen kann die Belastung, die auf die Belastungsplatte während des Prüfverfahrens einwirkt, moderat gehalten werden, so dass eine lange Lebensdauer der Vorrichtung erreichbar ist.Thus, the second holding device may be formed in a central region of a loading plate on which the test piece acts centrally and the at least one linear drive unit acts off-center (for example in an edge region). For example, the specimen may be clamped substantially at a center of gravity of the loading plate, whereas the linear drive unit (s) may engage an outer circumference of the loading plate, preferably distributed symmetrically along the circumference of several linear drive units. If, for example, three linear drive units are provided, they can be arranged angularly offset from each other by 120 ° along the circumference of the load plate. When providing four linear drive units, an angle between adjacent linear drive units can be, for example, 90 °. With such angularly symmetric arrangements, the load applied to the load plate during the Test method applied, be kept moderate, so that a long life of the device can be achieved.

Jede der mindestens einen Linearantriebseinheit kann als Zylinder-Kolben-Aggregat ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausgestaltung kann ein Hohlzylinder an einer Basis oder einem Fundament (zum Beispiel gelenkig gelagert oder elastisch gelagert) befestigt werden und ein Kolben in dem Zylinder reziprozieren (das heißt sich hin- und herbewegen). Mit einer solchen – zum Beispiel hydraulischen – Konfiguration ist eine effiziente Übertragung einer Linearkraft auf die Belastungsplatte ermöglicht, welche dann seitlich verkippt wird und dadurch ein Biegemoment in den darin eingespannten Probekörper einleiten kann. Die Verbindung jeder Linearantriebseinheit mit dem Fundament sowie mit der Belastungsplatte kann in der Art gelenkig oder elastisch ausgeführt werden, dass Zwangskräfte vermieden werden.Each of the at least one linear drive unit can be designed as a cylinder-piston unit. In such an embodiment, a hollow cylinder may be attached to a base or foundation (for example, hinged or elastically supported) and reciprocate a piston in the cylinder (that is, reciprocate). With such a hydraulic configuration, for example, an efficient transmission of a linear force to the load plate is made possible, which is then tilted laterally and can thereby induce a bending moment in the specimen clamped therein. The connection of each linear drive unit with the foundation as well as with the loading plate can be made articulated or elastic in the way that constraining forces are avoided.

Vorteilhaft ist die Biegemomenteinleiteeinrichtung eingerichtet, ein konstantes oder zumindest im Wesentlichen konstantes Biegemoment über die gesamte Länge des Probekörpers hinweg anzulegen. Ein solches gleichmäßiges Beaufschlagen der gesamten Erstreckung des Probekörpers mit einem im Wesentlichen gleichen Biegemoment erlaubt besonders aussagekräftige Rückschlüsse hinsichtlich möglicher Schwachstellen an dem Probekörper. Ein solches Einleiten eines konstanten Biegemoments kann durch eine symmetrische Anordnung von Komponenten der Biegemomenteinleiteeinrichtung bezüglich der Einspannung des Probekörpers erfolgen. Ein solches Einleiten eines konstanten Biegemoments kann ferner dadurch erfolgen, dass der Probekörper an zwei gegenüberliegenden Endabschnitten in die zwei Halteeinrichtungen eingespannt wird. Durch eine solche endseitige Lagerung kann eine konstante Biegebeanspruchung über die gesamte Länge des Prüfkörpers hinweg erzeugt werden.Advantageously, the Biegemomenteinleiteeinrichtung is adapted to create a constant or at least substantially constant bending moment over the entire length of the specimen away. Such uniform loading of the entire extension of the specimen with a substantially equal bending moment allows particularly meaningful conclusions regarding possible weak points on the specimen. Such a introduction of a constant bending moment can be achieved by a symmetrical arrangement of components of the bending moment introduction device with respect to the clamping of the test specimen. Such a introduction of a constant bending moment can furthermore take place in that the test piece is clamped at two opposite end sections into the two holding devices. By such end-side storage, a constant bending stress over the entire length of the specimen can be generated away.

Die Biegemomenteinleiteeinrichtung kann eingerichtet sein, alternativ oder ergänzend zum Einleiten eines Biegemoments eine Druck- oder Zugbeanspruchung an den Probekörper anzulegen. Somit kann die Vorrichtung zum Beispiel in einem ersten Betriebszustand betreibbar sein, in dem ein Biegemoment, aber keine Druck- oder Zugbeanspruchung an den Probekörper angelegt ist. Die Vorrichtung kann ferner in einem zweiten Betriebszustand betreibbar sein, in dem kein Biegemoment, aber eine Druck- oder Zugbeanspruchung an den Probekörper angelegt ist. Die Vorrichtung kann ferner in einem dritten Betriebszustand betreibbar sein, in dem sowohl ein Biegemoment als auch eine Druck- oder Zugbeanspruchung an den Probekörper angelegt ist. Wenngleich die Biegemomenteinleiteeinrichtung also strukturell eingerichtet ist, in Biegemoment in den Probekörper einleiten zu können, kann sie dennoch in einem Modus betrieben werden, in dem sie anstelle eines Biegemoments nur eine Kraft, insbesondere eine Druck- oder Zugkraft, in den Probekörper einleitet. Anschaulich kann für das Beispiel von drei winkelsymmetrisch angeordneten Linearantriebseinheiten (vergleiche zum Beispiel 1 und 2) durch ein asynchrones Auf- und Abbewegen der einzelnen Linearantriebseinheiten ein Biegemoment erzeugt werden, wohingegen mittels eines gemeinsamen, synchronen Aufwärtsbewegens der Linearantriebseinheiten eine Zugkraft auf den Körper angelegt werden kann. Durch ein gemeinsames, synchrones Abwärtsbewegen der einzelnen Linearantriebseinheiten kann eine Druckkraft auf den Probekörper ausgeübt werden. Bei einer entsprechenden Ansteuerung der Linearantriebseinheiten kann auch gleichzeitig ein Biegemoment und eine Zug- oder Druckkraft auf den Probekörper ausgeübt werden.The bending moment introduction device can be set up to apply a compressive or tensile stress to the test specimen alternatively or additionally to the initiation of a bending moment. Thus, for example, the device may be operable in a first operating condition in which a bending moment but no compressive or tensile stress is applied to the specimen. The apparatus may further be operable in a second operating condition in which no bending moment but compressive or tensile stress is applied to the specimen. The device may further be operable in a third operating condition in which both a bending moment and a compressive or tensile stress are applied to the specimen. Although the Biegemomenteinleiteeinrichtung is thus structurally set to be able to initiate bending moment in the specimen, it can still be operated in a mode in which it introduces only a force, in particular a compressive or tensile force in the sample instead of a bending moment. Illustratively, for the example of three angularly symmetrically arranged linear drive units (see for example 1 and 2 ) By an asynchronous up and down movement of the individual linear drive units, a bending moment are generated, whereas by means of a common, synchronous upward movement of the linear drive units, a tensile force can be applied to the body. By a common, synchronous downward movement of the individual linear drive units, a compressive force can be exerted on the specimen. With a corresponding control of the linear drive units, a bending moment and a tensile or compressive force can also be exerted on the test specimen at the same time.

Die Biegemomenteinleiteeinrichtung kann zum Anlegen eines um eine Einspannachse des Probekörpers umlaufenden Biegemoments an den Probekörper eingerichtet sein. Die Einspannachse kann einer Erstreckungsrichtung des Probekörpers zwischen der ersten Halteeinrichtung und der zweiten Halteeinrichtung entsprechen. Ein solches Umlaufen des Biegemoments kann zum Beispiel durch mehrere Linearantriebseinheiten realisiert werden, die anschaulich ausgedrückt mit einer um den Probekörper umlaufenden Wellenbewegung auf eine Belastungsplatte eine zeitlich abhängige Kippkraft ausüben, womit das Biegemoment auch um den Probekörper umläuft. Dies ist im Rahmen einer sicheren und mechanisch einfachen Ausgestaltung ermöglicht. Insbesondere ist dadurch das Vorsehen einer aufwendigen und gefährlichen Unwucht, die sich um den Probekörper herum bewegt, vermieden.The bending moment introduction device can be set up for applying a bending moment circulating around a clamping axis of the test specimen to the test specimen. The chucking axis may correspond to an extension direction of the test specimen between the first holding device and the second holding device. Such a rotation of the bending moment can be realized, for example, by a plurality of linear drive units, which, in terms of terms, exert a time-dependent tilting force on a load plate with a wave movement revolving around the test piece, whereby the bending moment also orbits around the test piece. This is possible in the context of a safe and mechanically simple design. In particular, thereby the provision of a complex and dangerous imbalance, which moves around the specimen, avoided.

Die Vorrichtung kann eine Messeinrichtung aufweisen, die zum Messen einer Reaktion des Probekörpers auf die angelegte Prüflast eingerichtet ist. Es kann eine Messeinrichtung vorgesehen sein, oder es können mehrere Messeinrichtungen angebracht werden. Diese können direkt auf den Probekörper aufgebracht werden, zum Beispiel in Form eines Dehnungsmessstreifens auf einen zentralen Abschnitt des Probekörpers aufgeklebt werden. Der oder die Messeinrichtungen können beabstandet zu dem Probekörper auf diesen zu Sensorzwecken einwirken. Zum Beispiel kann eine solche Messeinrichtung in Form einer Kamera zum Detektieren von Rissen eingerichtet sein. Es ist auch möglich, eine Messeinrichtung an der Vorrichtung selbst anzubringen, zum Beispiel eine Messdose zum Erfassen von Momenten und/oder Kräften mit einer der Halteeinrichtungen zu koppeln.The apparatus may include a measuring device arranged to measure a response of the specimen to the applied test load. It can be provided a measuring device, or it can be mounted several measuring devices. These can be applied directly to the specimen, for example, be glued in the form of a strain gauge on a central portion of the specimen. The one or more measuring devices may be spaced apart from the specimen act on this for sensor purposes. For example, such a measuring device may be arranged in the form of a camera for detecting cracks. It is also possible to attach a measuring device to the device itself, for example to couple a load cell for detecting moments and / or forces with one of the holding devices.

Bevorzugt ist die Messeinrichtung an dem ersten Abschnitt des Probekörpers angeordnet. An diesem ersten Abschnitt des Probekörpers ist der Probekörper zum Beispiel kraft- und momentenfest eingespannt, so dass eine dort angeordnete Messeinrichtung unverfälscht die Reaktion des Probekörpers auf die angelegte Biegebeanspruchung erfassen kann. Dies garantiert eine hohe Präzision bei der Prüfung.Preferably, the measuring device is arranged on the first portion of the specimen. At this first section of the test specimen, for example, the test specimen is resistant to force and torque clamped so that a measuring device arranged there can detect the reaction of the specimen to the applied bending stress unadulterated. This guarantees a high precision during the test.

Die Vorrichtung kann eine Torsionsmomenteinleiteeinrichtung zum Anlegen eines Torsionsmoments als Prüflast an den Probekörper aufweisen. Somit kann zusätzlich zu der anzulegenden Biegebeanspruchung (und/oder Druck- bzw. Zugbeanspruchung) auch ein Torsionsmoment in den Probekörper eingeleitet werden, was eine noch praxisnähere und vielfältigere Untersuchung des Probekörpers ermöglicht. Ein solches Torsionsmoment kann anschaulich so angelegt werden, dass es zu einer leichten Verdrillung des Probekörpers führt.The device may have a Torsionsmomenteinleiteeinrichtung for applying a torsional moment as a test load to the specimen. Thus, in addition to the bending stress to be applied (and / or compressive or tensile stress) and a torsional moment can be introduced into the specimen, which allows a more practical and diverse examination of the specimen. Such a torsional moment can clearly be designed so that it leads to a slight twisting of the test specimen.

Zum Beispiel kann die Torsionsmomenteinleiteeinrichtung vorteilhaft an dem zweiten Abschnitt des Probekörpers angeordnet sein. Somit kann die Torsionsmomenteinleiteeinrichtung an oder nahe der zweiten Halteeinrichtung angeordnet werden, so dass das Einleiten eines Torsionsmoments an einer ähnlichen Stelle des Probekörpers erfolgt wie das Einleiten der Biegebeanspruchung (und/oder der Zug- bzw. Druckbeanspruchung). Dies ermöglicht auch das Einleiten eines Torsionsmoments in den gesamten Probekörper und beabstandet vorteilhaft die Messeinrichtung von den Kraft- oder Momenteinleiteeinrichtungen, wenn die Messeinrichtung an der ersten Halteeinrichtung angebracht ist. Dies ermöglicht eine platzsparende Konfiguration und eine gute Zugänglichkeit für einen Benutzer.For example, the Torsionsmomenteinleiteeinrichtung can be advantageously arranged on the second portion of the specimen. Thus, the Torsionsmomenteinleiteeinrichtung can be arranged at or near the second holding device, so that the introduction of a torsional moment occurs at a similar point of the specimen as the initiation of the bending stress (and / or the tensile or compressive stress). This also allows the introduction of a torsional moment in the entire specimen and advantageously spaced the measuring device of the force or Momenteinleiteeinrichtungen when the measuring device is attached to the first holding device. This allows a space-saving configuration and good accessibility for a user.

Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eine Zusatzlasteinleiteeinrichtung zum Anlegen einer Zusatzlast als Prüflast an den Probekörper aufweisen. Die Zusatzlasteinleiteeinrichtung kann gegenüber der Biegemomenteinleiteeinrichtung bzw. der optionalen Torsionsmomenteinleiteeinrichtung beabstandet vorgesehen sein und kann auch in einem Abstand von einer Messeinrichtung angeordnet werden. Zum Beispiel kann bei Realisierung des Probekörpers als Radwelle eine Zusatzlasteinleiteeinrichtung eine Bremskraft simulieren, die bei bestimmungsgemäßem Betrieb auf die Radwelle beim Bremsen einwirkt. Dadurch kann noch realistischer ein Belastungsprofil, das auf einen Probekörper einwirkt, abgebildet werden.Alternatively or additionally, the device may have a Zusatzlasteinleiteeinrichtung for applying an additional load as a test load to the specimen. The Zusatzlasteinleiteeinrichtung can be provided spaced from the Biegemomenteinleiteeinrichtung or the optional Torsionsmomenteinleiteeinrichtung and can also be arranged at a distance from a measuring device. For example, in the realization of the specimen as a wheel shaft, a Zusatzlasteinleiteeinrichtung simulate a braking force acting on the wheel shaft during braking during normal operation. This makes it even more realistic to display a load profile acting on a test specimen.

Vorteilhaft kann die Zusatzlasteinleiteeinrichtung an einen zentralen Abschnitt des Probekörpers zwischen dem ersten Abschnitt des Probekörpers und dem zweiten Abschnitt des Probekörpers angeordnet sein (zum Beispiel an einer Welle eines Radsatzes), um auch dort lokal definiert Lasten anlegen zu können.Advantageously, the Zusatzlasteinleiteeinrichtung can be arranged at a central portion of the specimen between the first portion of the specimen and the second portion of the specimen (for example, on a shaft of a wheelset) to create there locally defined loads can.

Die Zusatzlasteinleiteeinrichtung kann zum Einleiten einer Zusatzlast in den Probekörper in Form einer Querkraft und/oder eines beliebigen Moments eingerichtet sein. Andere Belastungen können benutzerdefiniert von der Zusatzlasteinleiteeinrichtung aufgebracht werden.The Zusatzlasteinleiteeinrichtung may be configured to introduce an additional load in the sample in the form of a transverse force and / or any moment. Other loads may be applied user-defined by the additional load injection device.

Die Biegemomenteinleiteeinrichtung kann eingerichtet sein, an den Probekörper ein Umlaufbiegemoment, das heißt insbesondere ein dynamisch umlaufendes Biegemoment, oder ein Axialbiegemoment, das heißt ein statisch entlang einer Richtung angreifendes Biegemoment, anzulegen. Das Anlegen eines Umlaufbiegemoments ist insbesondere mit einer Vorrichtung möglich, an deren Belastungsplatte mehrere Linearantriebseinheiten angreifen. Das Anlegen eines Axialbiegemoments ist auch mit einer Vorrichtung möglich, an deren Belastungsplatte nur eine Linearantriebseinheit angreift.The Biegemomenteinleiteeinrichtung can be configured to apply to the sample a Umlaufbiegemoment, that is, in particular a dynamically rotating bending moment, or an axial bending moment, that is, a static acting along one direction bending moment apply. The application of a circulating bending moment is possible, in particular, with a device on whose load plate several linear drive units engage. The application of a Axialbiegemoments is also possible with a device whose load plate attacks only a linear drive unit.

Die Vorrichtung kann eine Steuereinheit oder eine Regelungseinheit aufweisen, die eingerichtet ist, eine Last-Zeit-Charakteristik vorzugeben, entsprechend welcher die Prüflast an den eingespannten Probekörper anzulegen ist. Damit ist es möglich, mit oder ohne Rückkopplungssignal von dem Probekörper ein beliebiges benutzerdefiniertes zeitliches Lastprofil hinsichtlich Biegebeanspruchung, Druck-/Zugbeanspruchung und/oder Torsionsbeanspruchung an den Probekörper anzulegen.The device may have a control unit or a control unit which is set up to specify a load-time characteristic according to which the test load is to be applied to the clamped test body. It is thus possible, with or without feedback signal from the test specimen, to apply any user-defined time load profile with regard to bending load, compressive / tensile stress and / or torsion stress to the test specimen.

Im Weiteren werden Ausgestaltungen der Anordnung beschrieben. Diese gelten auch für die Vorrichtung und das Verfahren.In the following, embodiments of the arrangement will be described. These also apply to the device and the method.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Probekörper ein Radsatz für ein Schienenfahrzeug. Radsätze für Schienenfahrzeuge unterliegen bei bestimmungsgemäßer Benutzung im Eisenbahnverkehr einer hohen Belastung und führen bei Versagen zu einer Gefährdung von Fahrgästen und Personal. Auch ist bei einem Versagen eines Radsatzes mit einem erheblichen finanziellen Schaden zu rechnen. Um solche Probleme bei Radsätzen zu vermeiden, ist bei Entwicklung neuer Radsätze bzw. bei Überprüfung bereits eingesetzter Radsätze ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Realitätsnähe beim Durchführen von solchen Prüfungen erforderlich. Die erfindungsgemäß bereitgestellte Vorrichtung ist hervorragend für den Test solcher Radsätze geeignet, da ein Radsatz eine symmetrische Gestalt hat und somit an seinen beiden Endabschnitten, das heißt Rädern, an den Halteeinrichtungen eingespannt werden kann. Ohne den Radsatz selbst in Bewegung zu versetzen, ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, Risse, Materialermüdung oder sonstige Schwachstellen an dem Radsatz zu erkennen, die durch das Beaufschlagen einer Biegebeanspruchung hervorgerufen werden. Auch Druck- und Zugbeanspruchungen, Torsionsbeanspruchung bzw. besondere Lasten, die beim Beschleunigungs- und Bremsvorgang oder während einer Kurvenfahrt auf einen solchen Radsatz wirken, können mit Vorrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung wirksam, präzise und zuverlässig geprüft werden.According to a preferred embodiment of the invention, the specimen is a wheel set for a rail vehicle. Wheel sets for rail vehicles are subject to a high load when used as intended in railway traffic and, in the event of failure, endanger passengers and personnel. Also, in the event of a failure of a wheelset to expect considerable financial loss. In order to avoid such problems with wheelsets, a high degree of reliability and realism when performing such tests is required when developing new wheelsets or when reviewing already used wheelsets. The device provided according to the invention is outstandingly suitable for the test of such wheel sets, since a wheel set has a symmetrical shape and can thus be clamped to the holding devices at its two end sections, that is to say wheels. Without putting the wheel set itself in motion, it is possible with the device according to the invention to detect cracks, fatigue or other weak points on the wheelset, which are caused by the application of a bending stress. Also compressive and tensile stresses, Torsionsbeanspruchung or special loads that act on such a wheelset during acceleration and braking or during cornering, can be effectively, precisely and reliably tested with devices according to embodiments of the invention.

Wenngleich das Testen von Radsätzen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, so können mit der Vorrichtung ganz unterschiedliche Bauteile und Komponenten geprüft werden. Im Prinzip sind lediglich die Halteeinrichtungen auf die Geometrie eines Probekörpers anzupassen, womit die Vorrichtung einer Vielzahl von Anwendungen zugänglich gemacht werden kann. Fast unabhängig von der Art des Probekörpers ist eine Prüfung unter einsatznahen Bedingungen bei einer sicheren Betriebsweise ermöglicht.Although the testing of wheelsets is a preferred embodiment of the invention, quite different components and components can be tested with the device. In principle, only the holding devices are adapted to the geometry of a specimen, whereby the device can be made available to a variety of applications. Almost independent of the type of specimen, a test under close-to-use conditions in a safe operation is possible.

Der Probekörper kann, wenn er als Radsatz ausgestaltet ist, ein erstes Radstück als ersten Abschnitt, ein zweites Radstück als zweiten Abschnitt und eine Welle zwischen dem ersten Radstück und dem zweiten Radstück aufweisen. Ist der Radsatz an den beiden Radstücken an den Halteeinrichtungen eingespannt, so liegt die Welle dazwischen frei und kann somit während der Prüfung einer Inspektion von Rissen oder dergleichen mit geringem Aufwand und hoher Benutzerfreundlichkeit zugänglich gemacht werden.When designed as a wheel set, the test piece may have a first wheel piece as a first portion, a second wheel piece as a second portion, and a shaft between the first wheel piece and the second wheel piece. If the wheelset is clamped to the two wheel pieces on the holding devices, then the shaft is exposed therebetween and can thus be made accessible during the examination of an inspection of cracks or the like with little effort and high ease of use.

Im Weiteren werden Ausgestaltungen des Verfahrens beschrieben. Diese gelten auch für die Vorrichtung und die Anordnung.In the following, embodiments of the method will be described. These also apply to the device and the arrangement.

Vorteilhaft wird als Probekörper ein Radsatz oder eine Radsatzwelle für ein Schienenfahrzeug geprüft. Es können aber auch alle anderen Arten von Wellen oder sonstigen Bauteile, die bei der (zum Beispiel bestimmungsgemäßen oder missbräuchlichen) Verwendung mechanischen Beanspruchungen unterliegen, geprüft und getestet werden.Advantageously, a wheel set or a wheel set shaft for a rail vehicle is tested as a test specimen. However, it is also possible to test and test all other types of shafts or other components which are subject to mechanical stresses during use (for example, as intended or abusive).

Für die Prüfung an dem Radsatz oder an der Radsatzwelle kann ein Bremssystem angebracht werden. Dieses kann, da die Welle zwischen den beiden eingespannten Rädern frei liegt, ein in der Praxis eingesetztes Bremssystem für Radsätze sein, das aufgrund des großen zur Verfügung stehenden Raumes bequem an der Welle angebracht werden kann.For the test on the wheelset or on the axle, a brake system can be fitted. This may be, since the shaft between the two clamped wheels is exposed, a brake system used in practice for wheelsets, which can be conveniently mounted on the shaft due to the large available space.

Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert beschrieben.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the following figures.

1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Anordnung zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 schematically shows a side view of an arrangement for testing the fatigue strength of a specimen according to an exemplary embodiment of the invention.

2 zeigt schematisch eine Draufsicht der in 1 gezeigten Anordnung. 2 schematically shows a plan view of in 1 shown arrangement.

3 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Anordnung zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 schematically shows a side view of an arrangement for testing the fatigue strength of a specimen according to another exemplary embodiment of the invention.

4 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Anordnung zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 1 schematically shows a side view of an arrangement for testing the operational stability of a test specimen according to yet another exemplary embodiment of the invention.

5 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Anordnung zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der nur genau eine Linearantriebseinheit vorgesehen ist. 5 schematically shows a side view of an arrangement for testing the fatigue strength of a specimen according to another exemplary embodiment of the invention, in which only exactly one linear drive unit is provided.

Die Darstellung in den Figuren ist schematisch und nicht maßstäblich. Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.The illustration in the figures is schematic and not to scale. The same or similar components in different figures are provided with the same reference numerals.

1 zeigt eine Vorrichtung 40 zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Radsatzes als Prüfkörper 10 gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows a device 40 for testing the fatigue strength of a wheel set as a test specimen 10 according to an exemplary embodiment of the invention.

Die Vorrichtung 40 enthält eine erste Halteeinrichtung 11b, die zum kraft- und momentenabstützenden Einspannen eines ersten Endabschnitts 10b, das heißt eines ersten Rads, des Radsatzes für ein Schienenfahrzeug, eingerichtet ist. Die Vorrichtung 40 enthält ferner eine zweite Halteeinrichtung 11a, die der ersten Halteeinrichtung 11b gegenüberliegt und zum Einspannen eines zweiten Endabschnitts 10a, das heißt eines zweiten Rads des Radsatzes, eingerichtet ist. Zwischen den beiden Rädern des Radsatzes ist als zentraler Abschnitt 10c eine Radsatzwelle angeordnet. Eine Biegemomenteinleiteeinrichtung 12 dient zum Anlegen bzw. Einleiten eines Biegemoments als Prüflast an den mittels der ersten Halteeinrichtung 11b und der zweiten Halteeinrichtung 11a eingespannten Radsatz. Die Biegemomenteinleiteeinrichtung 12 ist, wie unten genauer beschrieben, gebildet aus einer Belastungsplatte 15 und einer (siehe 5) oder mehreren (siehe 1 bis 4) Linearantriebseinheiten 13a bis 13c. Mit der Vorrichtung 40 kann mittels entsprechenden Ansteuerns der Linearantriebseinheiten 13a bis 13c selektiv ein Axialbiegemoment oder ein Umlaufbiegemoment an den Probekörper 10 angelegt werden. Die Biegemomenteinleiteeinrichtung 12 ist zum Anlegen eines im Wesentlichen konstanten Biegemoments an den gesamten Radsatz geeignet und greift an der zweiten Halteeinrichtung 11a an.The device 40 contains a first holding device 11b , which for force and torque-supporting clamping a first end portion 10b , that is, a first wheel, the wheelset for a rail vehicle is set up. The device 40 also includes a second holding device 11a that of the first holding device 11b opposite and for clamping a second end portion 10a , that is a second wheel of the wheelset is set up. Between the two wheels of the wheelset is as a central section 10c a wheelset arranged. A bending moment introduction device 12 serves to create or initiate a bending moment as a test load to the means of the first holding device 11b and the second holding device 11a clamped wheelset. The bending moment introduction device 12 is, as described in more detail below, formed from a load plate 15 and one (see 5 ) or more (see 1 to 4 ) Linear drive units 13a to 13c , With the device 40 can by means of appropriate driving the linear drive units 13a to 13c selectively an axial bending moment or a circumferential bending moment on the test specimen 10 be created. The bending moment introduction device 12 is suitable for applying a substantially constant bending moment to the entire wheelset and engages the second holding device 11a at.

Die Vorrichtung 40 kann auch zur Prüfung der Betriebsfestigkeit anderer Bauteile als des Probekörpers 10 verwendet werden. Deshalb wird die Erfindung allgemein im Zusammenhang mit der Prüfung der Betriebsfestigkeit von Probekörpern 10, insbesondere von länglichen Probekörpern 10, wie beispielsweise stabförmigen Probekörpern 10 beschrieben, bei denen im Betrieb eine Biegebeanspruchung auftritt.The device 40 can also be used to test the durability of components other than the specimen 10 be used. Therefore, the invention will be generally related to testing the strength of specimens 10 , in particular of elongated specimens 10 , such as rod-shaped specimens 10 described in which a bending stress occurs during operation.

Die Vorrichtung 40 weist die Halteeinrichtungen 11a, 11b zur Fixierung des Probekörpers 10 auf. Die Fixierung des Probekörpers 10 bedeutet, dass der Probekörper 10 zur Einleitung eines Umlaufbiegemomentes und/oder zur Einleitung von Axialkräften gelagert bzw. gehaltert ist.The device 40 has the holding devices 11a . 11b for fixing the specimen 10 on. The fixation of the specimen 10 means that the specimen 10 is stored or supported for initiating a Umlaufbiegemomentes and / or for the introduction of axial forces.

Zur Halterung des Probekörpers 10 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 die zwei Halteeinrichtungen 11a, 11b vorgesehen, die den Probekörper 10 in der Prüfposition halten. Wie in 1 erkennbar, ist die Radsatzwelle bzw. eine dadurch geprägte Längsachse 25 des Probekörpers 10 in der Prüfposition in vertikaler Richtung ausgerichtet. Der Probekörper 10 steht also senkrecht auf einem der beiden Endabschnitte 10a, 10b. Eine andere Prüfposition, beispielsweise mit horizontaler Anordnung der Radsatzwelle 10c bzw. des Probekörpers 10, ist möglich. Dazu wird der Prüfstand horizontal ausgerichtet. Alternativ zu einer horizontalen oder vertikalen Anordnung des Probekörpers 10 ist auch eine winkelige Prüfgeometrie möglich.For holding the test specimen 10 are in the embodiment according to 1 the two holding devices 11a . 11b provided the specimen 10 hold in the test position. As in 1 recognizable, is the wheelset or a longitudinal axis embossed by it 25 of the test piece 10 aligned in the test position in the vertical direction. The test piece 10 So it is perpendicular to one of the two end sections 10a . 10b , Another test position, for example, with horizontal arrangement of the axle 10c or the test specimen 10 , is possible. For this purpose, the test stand is aligned horizontally. Alternatively to a horizontal or vertical arrangement of the specimen 10 An angular test geometry is also possible.

Die zweite Halteeinrichtung 11a fixiert den in der Prüfposition oben angeordneten zweiten Endabschnitt 10a des Probekörpers 10. Die zweite Halteeinrichtung 11a ist mit dem zweiten Endabschnitt 10a verbunden derart, dass durch die zweite Halteeinrichtung 11a Momente, insbesondere Biegemomente, in den zentralen Abschnitt 10c eingeleitet werden können. Die zweite Halteeinrichtung 11a kann mit dem zweiten Endabschnitt 10a drehfest oder drehbar verbunden sein. Im letzteren Fall ist die Einleitung eines Torsionsmoments in das zweite Ende 10a und somit in den Probekörper 10 möglich (vergleiche auch Drehantrieb 16 in 3 und 4). Die Kraft- und/oder Momenteneinleitung durch die zweite Halteeinrichtung 11a in den Probekörper 10 kann kraftschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder formschlüssig erfolgen.The second holding device 11a fixes the second end section arranged at the top in the test position 10a of the test piece 10 , The second holding device 11a is with the second end portion 10a connected such that by the second holding device 11a Moments, in particular bending moments, in the central section 10c can be initiated. The second holding device 11a can with the second end section 10a rotatably or rotatably connected. In the latter case, the initiation of a torsional moment in the second end 10a and thus in the test specimen 10 possible (compare also rotary drive 16 in 3 and 4 ). The introduction of force and / or torque by the second holding device 11a in the test piece 10 can be non-positively and / or frictionally and / or positively.

Die erste Halteeinrichtung 11b ist von zweiten Halteeinrichtung 11a beabstandet angeordnet. Die beiden Halteeinrichtungen 11a, 11b sind koaxial zu der Längsachse 25 des Probekörpers 10 angeordnet derart, dass die beiden Halteeinrichtungen 11a, 11b jeweils einen der beiden Endabschnitte 10a, 10b des Probekörpers 10 fixieren. Die erste Halteeinrichtung 11b ist anschaulich als eine Art Widerlager ausgebildet, das die durch die zweite Halteeinrichtung 11a eingeleiteten Momente und Kräfte aufnimmt. Die erste Halteeinrichtung 11b ist mit einer Basis oder mit einem Fundament 18 der Vorrichtung 40 verbunden.The first holding device 11b is from second holding device 11a spaced apart. The two holding devices 11a . 11b are coaxial with the longitudinal axis 25 of the test piece 10 arranged such that the two holding devices 11a . 11b each one of the two end sections 10a . 10b of the test piece 10 fix. The first holding device 11b is illustratively formed as a kind of abutment, which by the second holding device 11a initiated moments and forces absorbs. The first holding device 11b is with a base or with a foundation 18 the device 40 connected.

Die zweite Halteeinrichtung 11a ist als mittiger Bereich der Belastungsplatte 15 ausgebildet, deren Gestalt in der Draufsicht von 2 gut zu erkennen ist. Die Belastungsplatte 15 weist einen polygonalen (alternativ runden) Zentralabschnitt 26 auf, von dem aus sich drei Arme 19 radial nach außen erstrecken. Anders ausgedrückt schließen Symmetrieachsen 27 benachbarter Arme 19 miteinander einen Winkel ein. Anders als in 2 gezeigt kann dieser Winkel bei Vorsehen von drei Armen 19 auch jeweils 120° sein. Die Belastungsplatte 15 weist ferner eine zentrale Halteöffnung 15a auf (nicht zu sehen in 2), in welcher der zweite Endabschnitt 10a aufgenommen ist. Der zweite Endabschnitt 10a ist gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel als erstes Rad eines Radsatzes für ein Schienenfahrzeug ausgebildet. Die Halteöffnung 15a ist dabei so ausgebildet, dass der Spurkranz des ersten Rades an der Unterseite der Belastungsplatte 15 bündig anliegt. Das erste Rad bzw. allgemein der zweite Endabschnitt 10a kann fest oder drehbar in der Halteöffnung 15a eingespannt sein. Die zweite Halteeinrichtung 11a ist somit in einem zentralen Bereich der Belastungsplatte 15 ausgebildet, an welcher der Probekörper 10 mittig und die Mehrzahl von Linearantriebseinheiten 13a bis 13c außermittig angreifen.The second holding device 11a is the central area of the load plate 15 formed, whose shape in the plan view of 2 easy to recognize. The load plate 15 has a polygonal (alternatively round) central section 26 on which are three arms 19 extend radially outward. In other words, symmetry axes close 27 adjacent arms 19 with each other an angle. Unlike in 2 this angle can be shown by providing three arms 19 also be 120 ° each. The load plate 15 also has a central holding opening 15a on (not visible in 2 ), in which the second end portion 10a is included. The second end section 10a is designed according to the embodiment described here as the first wheel of a wheel set for a rail vehicle. The holding opening 15a is designed so that the wheel flange of the first wheel on the underside of the loading plate 15 flush. The first wheel or generally the second end portion 10a can be fixed or rotatable in the holding opening 15a be clamped. The second holding device 11a is thus in a central area of the load plate 15 formed, on which the specimen 10 centered and the majority of linear drive units 13a to 13c attack off-center.

Die Vorrichtung 40 gemäß 1 umfasst ferner die Biegemomenteinleiteeinrichtung 12 zur Einleitung einer Prüflast in den Probekörper 10. Die Biegemomenteinleiteeinrichtung 12 weist hier abgesehen von der Belastungsplatte 15 die drei Linearantriebe 13a bis 13c auf, siehe 2. Zur Erzeugung eines Umlaufbiegemoments sind wenigstens drei Linearantriebe 13a, 13b, 13c, insbesondere Prüfzylinder bzw. Zylinder-Kolben-Aggregate, vorteilhaft. Dabei sind zweckmäßigerweise Hydraulikzylinder vorgesehen. Andere Arten von Linearantrieben, beispielsweise mechanische Antriebe oder elektromotorische Antriebe sind möglich. Wie in 1 und vor allem in 2 zu erkennen, sind die Linearantriebe 13a, 13b, 13c entlang des Umfangs des Probekörpers 10 verteilt angeordnet. Im Prüfbetrieb sind die Linearantriebe 13a, 13b, 13c mit dem Probekörper 10 verbindbar, und zwar mittels der zweiten Halteeinrichtung 11a. Die zweite Halteeinrichtung 11a ist dabei im Wesentlichen ortsfest (eine Verkippung bzw. Anhebung/Absenkung ist im Prüfbetrieb unter dem Einfluss der Linearantriebe 13a, 13b, 13c möglich) angeordnet, ebenso die Verankerung der Linearantriebe 13a, 13b, 13c.The device 40 according to 1 further comprises the bending moment introduction means 12 for introducing a test load into the test specimen 10 , The bending moment introduction device 12 points aside from the load plate 15 the three linear drives 13a to 13c up, see 2 , To generate a Umlaufbiegemoments are at least three linear actuators 13a . 13b . 13c , in particular test cylinder or cylinder-piston units, advantageous. In this case, hydraulic cylinders are expediently provided. Other types of linear drives, such as mechanical drives or electric motor drives are possible. As in 1 and especially in 2 to recognize, are the linear drives 13a . 13b . 13c along the circumference of the specimen 10 arranged distributed. In test mode are the linear drives 13a . 13b . 13c with the test piece 10 connectable, by means of the second holding device 11a , The second holding device 11a is essentially stationary (a tilting or raising / lowering in test mode under the influence of linear drives 13a . 13b . 13c possible) arranged, as well as the anchoring of the linear drives 13a . 13b . 13c ,

Die Linearantriebe 13a, 13b, 13c sind entlang zueinander paralleler Antriebsachsen 24 und parallel zu einer Längs- oder Einspannachse 25 des Probekörpers 10 angeordnet und verfahrbar, wie in 1 gut zu erkennen. Die Einspannachse 25 entspricht einer Erstreckungsrichtung des Probekörpers 10 zwischen der ersten Halteeinrichtung 11b und der zweiten Halteeinrichtung 11a. Die Linearantriebe 13a, 13b, 13c, die in Form von Zylinder-Kolben-Aggregaten ausgestaltet sein können, können winkelverstellbare Zylinder umfassen. Es ist auch möglich, Zylindergruppen als Linearantriebe 13a, 13b, 13c vorzusehen, wobei jede Zylindergruppe radial und axial angeordnete Zylinder aufweisen kann, die am selben Krafteinleitungspunkt angreifen. Zum Beispiel mit solchen Zylinderanordnungen kann das Umlaufbiegemoment durch Aufbringen von Prüfkräften überlagert werden.The linear drives 13a . 13b . 13c are along drive axes parallel to each other 24 and parallel to a longitudinal or clamping axis 25 of the test piece 10 arranged and movable, as in 1 clearly visible. The clamping axis 25 corresponds to an extension direction of the specimen 10 between the first holding device 11b and the second holding device 11a , The linear drives 13a . 13b . 13c , which may be configured in the form of cylinder-piston units may include angle-adjustable cylinder. It is also possible to use cylinder groups as linear drives 13a . 13b . 13c to provide, each cylinder group may have radially and axially arranged cylinders that engage the same force application point. For example, with such cylinder arrangements, the Umlaufbiegemoment can be superimposed by applying test forces.

Ferner ist in 1 und 2 dargestellt, dass die einzelnen Linearantriebe 13a, 13b, 13c jeweils von dem Probekörper 10 radial beabstandet sind. Damit sind auch die Verbindungsstellen zwischen den Linearantrieben 13a, 13b, 13c und der zweiten Halteeinrichtung 11a, also die Kraftangriffspunkte der Linearantriebe 13a, 13b, 13c, von dem Probekörper 10, insbesondere von dem zweiten Endabschnitt 10a, radial beabstandet, wodurch eine Hebelwirkung erreicht wird. Die Linearantriebe 13a, 13b, 13c, die zweite Halteeinrichtung 11a und der zweite Endabschnitt 10a bzw. der Probekörper 10 bilden eine Hebelanordnung, durch die das Biegemoment in dem zentralen Abschnitt 10c, das heißt der Welle, erzeugbar ist. Die Hebelwirkung zwischen den Linearantrieben 13a, 13b, 13c und dem zentralen Abschnitt 10c kann aufgrund der parallelen Anordnung der Linearantriebe 13a, 13b, 13c von einer Axialbelastung überlagert werden. Eine Überlagerung verschiedener Lastfälle ist dabei möglich.Furthermore, in 1 and 2 shown that the individual linear drives 13a . 13b . 13c each from the test piece 10 are radially spaced. This also includes the connection points between the linear drives 13a . 13b . 13c and the second holding device 11a , ie the force application points of the linear drives 13a . 13b . 13c , from the test piece 10 , in particular of the second end portion 10a , Radially spaced, whereby a leverage effect is achieved. The linear drives 13a . 13b . 13c , the second holding device 11a and the second end portion 10a or the test piece 10 form a lever assembly through which the bending moment in the central portion 10c , that is the wave, can be generated. The leverage between the linear drives 13a . 13b . 13c and the central section 10c can due to the parallel arrangement of the linear drives 13a . 13b . 13c be superimposed by an axial load. A superposition of different load cases is possible.

Die Linearantriebe 13a, 13b, 13c sind mit der Basis oder mit dem Fundament 18 der als Prüfstand konzipierten Vorrichtung 40 gelenkig oder elastisch an den Fundament 18 gelagert, um die Wirkung von Zwangskräften einzudämmen bzw. zu eliminieren. Hierfür sind gelenkige oder elastische Verbindungsmittel 35 zwischen dem Fundament 18 und den Linearantrieben 13a, 13b, 13c angeordnet. Gegenüberliegende Endabschnitte der Linearantriebe 13a, 13b, 13c, genauer gesagt Endabschnitte von deren Zylindern 20, sind an der Belastungsplatte 15 mittels gelenkiger oder elastischer Verbindungsmittel 37 gelagert. Somit kann jeder der Linearantriebe 13a, 13b, 13c fuß- und/oder kopfseitig gelenkig oder elastisch gelagert sein.The linear drives 13a . 13b . 13c are with the base or with the foundation 18 the designed as a test rig device 40 articulated or elastic to the foundation 18 stored to contain or eliminate the effect of compulsive forces. For this purpose are articulated or elastic connection means 35 between the foundation 18 and the linear drives 13a . 13b . 13c arranged. Opposite end sections of the linear drives 13a . 13b . 13c More precisely, end sections of their cylinders 20 , are at the loading plate 15 by means of articulated or elastic connecting means 37 stored. Thus, each of the linear drives 13a . 13b . 13c be hinged or elastic foot and / or head.

In 2 ist dargestellt, dass zur Verbindung der einzelnen Linearantriebe 13a, 13b, 13c die zweite Halteeinrichtung 11a die Arme 19 aufweist, die sich radial von der Belastungsplatte 15 nach außen erstrecken. Dabei ist jeweils ein Arm 19 mit einem Linearantrieb 13a, 13b, 13c, insbesondere mit einer Kolbenstange 20 des jeweils als Zylinder-Kolben-Aggregats ausgestalteten Linearantriebs 13a, 13b, 13c, verbunden. Wie in 1 mittels Pfeilen 28 angedeutet ist, ist jede der Kolbenstangen separat 20 hin- und herbewegbar, womit eine Biegebeanspruchung sowie eine Zug- oder Druckkraft in den Probekörper 10 einkoppelbar ist.In 2 is shown that for connecting the individual linear drives 13a . 13b . 13c the second holding device 11a the poor 19 which extends radially from the loading plate 15 extend to the outside. There is one arm each 19 with a linear drive 13a . 13b . 13c , in particular with a piston rod 20 of each designed as a cylinder-piston unit linear drive 13a . 13b . 13c , connected. As in 1 by means of arrows 28 is indicated, each of the piston rods is separate 20 back and forth, bringing a bending stress and a tensile or compressive force in the specimen 10 can be coupled.

In 1 ist ferner dargestellt, dass der unteren ersten Halteeinrichtung 11b eine Messeinrichtung 14 zur Kraft- und/oder Momentenmessung zugeordnet ist. Konkret ist die Messeinrichtung 14 in die erste Halteeinrichtung 11b integriert. Es ist auch möglich, die Messeinrichtung 14 der zweiten Halteeinrichtung 11a oder beiden Halteeinrichtungen 11a, 11b funktional bzw. lokal zuzuordnen. Es können auch andere Messeinrichtungen, insbesondere eine oder mehrere andere Messeinrichtungen 14, vorgesehen sein, die anderweitig die jeweiligen Belastungen am Prüfkörper 10 erfassen, zum Beispiel kraftbasiert oder wegbasiert. Beispielsweise kann die Messeinrichtung 14 als indirekte Messeinrichtung 14 ausgeführt sein, wobei die Messung über die Einstellung des Drucks in den Linearantrieben 13a, 13b, 13c erfolgt. Die Messeinrichtung 14 kann auch beispielsweise wenigstens einen Dehnmessstreifen umfassen, der direkt auf den Probekörper 10 (zum Beispiel auf den zentralen Abschnitt 10c) aufgebracht ist, insbesondere aufgeklebt ist. Die über die Messeinrichtung 14 ermittelten Messwerte können einerseits direkt zur direkten Auswertung der Belastungsprüfung verwendet werden und andererseits einer Steuer- oder Regeleinrichtung (nicht dargestellt) zugeführt werden, so dass die Biegung des zentralen Abschnitts 10c bzw. allgemein des Probekörpers 10, die beispielsweise durch die Dehnung des Dehnmessstreifens ermittelbar ist, als Istwert für die Steuer- oder Regeleinrichtung dient.In 1 is further shown that the lower first holding device 11b a measuring device 14 assigned to the force and / or moment measurement. The measuring device is concrete 14 in the first holding device 11b integrated. It is also possible to use the measuring device 14 the second holding device 11a or both holding devices 11a . 11b assign functionally or locally. There may also be other measuring devices, in particular one or more other measuring devices 14 be provided, which otherwise the respective loads on the specimen 10 capture, for example force-based or path-based. For example, the measuring device 14 as an indirect measuring device 14 be executed, the measurement of the adjustment of the pressure in the linear drives 13a . 13b . 13c he follows. The measuring device 14 may also include, for example, at least one strain gauge, which directly on the specimen 10 (for example, on the central section 10c ) is applied, in particular glued. The about the measuring device 14 determined measured values can be used on the one hand directly for direct evaluation of the load test and on the other hand a control or regulating device (not shown) are supplied, so that the bending of the central portion 10c or in general of the test specimen 10 , which can be determined, for example, by the strain of the strain gauge, serves as an actual value for the control or regulating device.

Die Vorrichtung 40 weist ferner eine Steuereinheit 85 auf, die eingerichtet ist, eine Last-Zeit-Charakteristik vorzugeben, entsprechend welcher die Prüflast an den eingespannten Probekörper 10 anzulegen ist. Wie 1 zu entnehmen ist, legt die Steuereinheit 85 entsprechende Steuersignale an die Biegemomenteinleiteeinrichtung 12 an. Dadurch kann der zeitliche Verlauf der aufgebrachten Lasten zeitlich beliebig gesteuert werden kann. Es ist auch möglich, dass der zeitliche Verlauf jeder einzelnen aufgebrachten Lastkomponente zeitlich beliebig gesteuert werden kann. Obwohl in den Ausführungsbeispielen gemäß 3 bis 5 eine Steuereinheit 85 nicht gezeigt ist, kann auch in diesen Ausführungsbeispielen eine Steuereinheit 85 vorgesehen werden, die wahlweise ein anzulegendes Biegemoment oder eine beliebige andere Last an den Probekörper 10 anlegen kann.The device 40 also has a control unit 85 which is set up to specify a load-time characteristic corresponding to the test load on the clamped test specimen 10 is to create. As 1 can be seen, puts the control unit 85 corresponding control signals to the Biegemomenteinleiteeinrichtung 12 at. This allows the temporal course of the applied loads can be arbitrarily controlled in time. It is also possible that the time profile of each individual applied load component can be arbitrarily controlled in time. Although in the embodiments according to 3 to 5 a control unit 85 not shown, in these embodiments, a control unit 85 be provided, which can be applied to a bending moment or any other load on the specimen 10 can create.

Eine Vorrichtung 50 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 3 dargestellt, bei der eine als Drehantrieb 16 ausgestaltete Torsionsmomenteinleiteeinrichtung zur Einleitung eines Torsionsmomentes in den Probekörper 10 vorgesehen ist. Der Drehantrieb 16 ist der oberen zweiten Halteeinrichtung 11a zugeordnet und mit dem zweiten Endabschnitt 10a zur Aufbringung von Torsionsmomenten verbindbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die ortsfest angeordnete zweite Halteinrichtung 11a drehbar mit dem zweiten Endabschnitt 10a des Probekörpers 10 verbunden, wobei die zweite Halteeinrichtung 11a zur Einleitung von Biegemomenten angepasst ist. Die übrigen Komponenten der Vorrichtung 50 entsprechen den vorstehend beschriebenen Komponenten der Vorrichtung 40.A device 50 According to another embodiment of the invention is in 3 shown in the one as a rotary drive 16 designed Torsionsmomenteinleiteeinrichtung to initiate a torsional moment in the sample 10 is provided. The rotary drive 16 is the upper second holding device 11a associated with and with the second end portion 10a connectable to the application of torsional moments. In this embodiment, the stationary arranged second holding device 11a rotatable with the second end portion 10a of the test piece 10 connected, wherein the second holding device 11a adapted to initiate bending moments. The remaining components of the device 50 correspond to the components of the device described above 40 ,

Die Vorrichtung 50 weist ferner eine Regelungseinheit 95 auf, die eingerichtet ist, eine Last-Zeit-Charakteristik vorzugeben, entsprechend welcher die Prüflast an den eingespannten Probekörper 10 anzulegen ist. Wie 1 zu entnehmen ist, legt die Regeleinheit 95 entsprechende Regelungssignale an die Biegemomenteinleiteeinrichtung 12 an, in Reaktion auf der Regelungseinheit 95 von der Messeinrichtung 14 bereitgestellten Rückkopplungssignale. Somit können für die angelegte Prüflast indikative Rückführungsdaten des Probekörpers 10 an die Regelungseinheit 95 als Basis für die Regelung übermittelt werden. Dadurch kann der zeitliche Verlauf der aufgebrachten Lasten zeitlich beliebig geregelt werden. Es ist auch möglich, dass der zeitliche Verlauf jeder einzelnen aufgebrachten Lastkomponente zeitlich beliebig geregelt werden kann. Obwohl in den Ausführungsbeispielen gemäß 1, 4, 5 eine Regelungseinheit 95 nicht gezeigt ist, kann auch in diesen Ausführungsbeispielen eine Regelungseinheit 95 vorgesehen werden, die wahlweise ein anzulegendes Biegemoment oder eine beliebige andere Last an den Probekörper 10 anlegen kann.The device 50 also has a control unit 95 which is set up to specify a load-time characteristic corresponding to the test load on the clamped test specimen 10 is to create. As 1 can be seen, sets the control unit 95 corresponding control signals to the Biegemomenteinleiteeinrichtung 12 in response to the control unit 95 from the measuring device 14 provided feedback signals. Thus, for the applied test load indicative feedback data of the specimen 10 to the control unit 95 as the basis for the scheme. As a result, the time profile of the applied loads can be regulated as desired in terms of time. It is also possible that the time profile of each individual applied load component can be arbitrarily adjusted in time. Although in the embodiments according to 1 . 4 . 5 a control unit 95 is not shown, can also in these embodiments, a control unit 95 be provided, which can be applied to a bending moment or any other load on the specimen 10 can create.

Bei einer Vorrichtung 60 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 4 sind zwei Zusatzlasteinleiteeinrichtungen 17 mit dem Probekörper 10, insbesondere dem zentralen Abschnitt 10c, zur Kraft- und/oder Momenteneinleitung verbunden. Eine andere Anzahl von Zusatzlasteinleiteeinrichtungen 17, beispielsweise eine oder mehr als zwei Zusatzlasteinleiteeinrichtungen 17, ist möglich. Die wenigstens eine Zusatzlasteinleiteeinrichtung 17 ist von der zweiten Halteeinrichtung 11a beabstandet angeordnet. Durch die Zusatzbelastungseinrichtungen 17 können Biegemomente und/oder Torsionsmomente und/oder Axialkräfte, insbesondere Zug-/Druckkräfte in den Probekörper 10 eingeleitet werden. Zum Beispiel kann damit eine auf einen Radsatz als Probekörper 10 einwirkende Bremskraft realisiert oder nachgebildet werden.In a device 60 according to another embodiment of the invention according to 4 are two Zusatzlasteinleiteeinrichtungen 17 with the test piece 10 , especially the central section 10c , connected to the introduction of force and / or torque. Another number of additional load injection devices 17 For example, one or more than two Zusatzlasteinleiteeinrichtungen 17 , is possible. The at least one Zusatzlasteinleiteeinrichtung 17 is from the second holding device 11a spaced apart. By the additional load devices 17 can bending moments and / or torsional and / or axial forces, in particular tensile / compressive forces in the specimen 10 be initiated. For example, it can be used on a wheelset as a test specimen 10 acting braking force can be realized or simulated.

Bei einer Vorrichtung 70 gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß 5 ist im Unterschied zu 1 nur eine einzige Linearantriebseinheit 13b vorgesehen. Diese kann ein Axialbiegemoment an den Probekörper 10 anlegen, wobei ein gemäß 5 rechtsseitiger Abschnitt der Belastungsplatte 15 hier als Ausleger oder Hebelarm ausgestaltet ist. Bei der Vorrichtung 70 können optional auch Merkmale der Ausführungsbeispiele von 3 und 4 implementiert werden, zum Beispiel ein Drehantrieb 16 und/oder eine oder mehrere Zusatzlasteinleiteeinrichtungen 17. Mit der Vorrichtung 70 kann ein Axialbiegemoment im Unterschied zu einem Umlaufbiegemoment an den Probekörper 10 angelegt werden.In a device 70 according to yet another embodiment of the invention according to 5 is different from 1 only a single linear drive unit 13b intended. This can be an axial bending moment on the specimen 10 create one according to 5 right-sided section of the load plate 15 is designed here as a boom or lever arm. In the device 70 Optionally, features of the embodiments of 3 and 4 be implemented, for example, a rotary drive 16 and / or one or more Zusatzlasteinleiteeinrichtungen 17 , With the device 70 may be an axial bending moment as opposed to a rotational bending moment on the specimen 10 be created.

Die Vorrichtung 40 gemäß 1 funktioniert wie folgt:
Der Probekörper 10 wird in die Halteeinrichtungen 11a, 11b eingespannt und fixiert, derart, dass eine Umlaufbiegebelastung in den Probekörper 10 durch den oberen zweiten Endabschnitt 10a eingeleitet werden kann. Dazu wird die Belastungsplatte 15 mit dem oberen zweiten Endabschnitt 10a verbunden, so dass zwischen den Linearantrieben 13a, 13b, 13c und dem Probekörper 10 eine Kraft- und Momentenverbindung entsteht. Dann kann der Prüfbetrieb begonnen werden, wobei durch die Linearantriebe 13a, 13b, 13c mehrere Axialkräfte entlang des Umfangs des Probekörpers 10 aufgebracht werden. Die Axialkräfte wirken parallel zur Längsachse 25 des Probekörpers 10 und greifen beabstandet von dem Probekörper 10, insbesondere von dessen oberem zweiten Endabschnitt 10a, an der zweiten Halteeinrichtung 11a an. Mittels entsprechenden Ansteuerns der Linearantriebe 13a, 13b, 13c kann ein sinusförmiger, phasenverschobener Kraftverlauf in den jeweiligen Zylinder-Kolben-Aggregaten erzeugt werden, der zu einer gewünschten Umlaufbiegebeanspruchung in dem Probekörper 10 führt. Die Umlaufbiegebelastung kann mit einer Axialbelastung, insbesondere einer Druck- oder Zugbelastung, überlagert werden.
The device 40 according to 1 works as follows:
The test piece 10 gets into the holding devices 11a . 11b clamped and fixed, such that a circulating bending load in the specimen 10 through the upper second end portion 10a can be initiated. This is the load plate 15 with the upper second end portion 10a connected so that between the linear drives 13a . 13b . 13c and the specimen 10 a force and moment connection arises. Then the test operation can be started by the linear drives 13a . 13b . 13c multiple axial forces along the circumference of the specimen 10 be applied. The axial forces act parallel to the longitudinal axis 25 of the test piece 10 and spaced from the specimen 10 , in particular of its upper second end portion 10a at the second holding device 11a at. By means of appropriate control of the linear drives 13a . 13b . 13c For example, a sinusoidal, phase-shifted force profile may be generated in the respective cylinder-piston assemblies that results in a desired circumferential bending strain in the sample 10 leads. The Umlaufbiegebelastung can be superimposed with an axial load, in particular a compressive or tensile load.

Wie in 3 und 4 dargestellt, können weitere Belastungszustände simuliert werden, beispielsweise durch die Überlagerung von Torsionsmomenten und/oder die Einleitung zusätzlicher Momente oder Kräfte in den zentralen Abschnitt 10c.As in 3 and 4 shown, other load conditions can be simulated, for example by the superposition of torsional moments and / or the introduction of additional moments or forces in the central portion 10c ,

Im Prüfbetrieb sind die Prüfkräfte, die durch einen Hebel das Prüfmoment bewirken, parallel oder unter einem Winkel zur Längsachse 25 des Probekörpers 10 gerichtet, wodurch Seiten- und Radaufstandskräfte simuliert werden können. Die Wirkrichtung der Prüfkräfte kann verstellbar sein.In test mode, the test forces that cause the test moment by a lever are parallel or at an angle to the longitudinal axis 25 of the test piece 10 directed, whereby side and wheel contact forces can be simulated. The effective direction of the test forces can be adjustable.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „aufweisend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.In addition, it should be noted that "having" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a multitude. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. reference numeral in the claims are not to be considered as limiting.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 2601259 [0006] DE 2601259 [0006]
  • DE 3604186 [0007] DE 3604186 [0007]

Claims (20)

Vorrichtung (40, 50, 60, 70) zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers (10), wobei die Vorrichtung (40, 50, 60, 70) aufweist: eine erste Halteeinrichtung (11b), die zum momentenabstützenden Einspannen eines ersten Abschnitts (10b) des Probekörpers (10) eingerichtet ist; eine zweite Halteeinrichtung (11a), die zum Einspannen eines zweiten Abschnitts (10a) des Probekörpers (10) eingerichtet ist; und eine Biegemomenteinleiteeinrichtung (12), die zum Anlegen eines Biegemoments als Prüflast an den mittels der ersten Halteeinrichtung (11b) und der zweiten Halteeinrichtung (11a) eingespannten Probekörper (10) eingerichtet ist; wobei die Biegemomenteinleiteeinrichtung (12) zum Anlegen des Biegemoments an den Probekörper (10) an der zweiten Halteeinrichtung (11a) angreift.Contraption ( 40 . 50 . 60 . 70 ) for testing the fatigue strength of a specimen ( 10 ), the device ( 40 . 50 . 60 . 70 ) comprises: a first holding device ( 11b ), which are used for moment-restraint clamping of a first section ( 10b ) of the test specimen ( 10 ) is set up; a second holding device ( 11a ), which is used to clamp a second section ( 10a ) of the test specimen ( 10 ) is set up; and a bending moment inducing device ( 12 ), which for applying a bending moment as a test load to the means of the first holding device ( 11b ) and the second holding device ( 11a ) clamped specimens ( 10 ) is set up; wherein the bending moment introduction device ( 12 ) for applying the bending moment to the test specimen ( 10 ) on the second holding device ( 11a ) attacks. Vorrichtung (40, 50, 60, 70) nach Anspruch 1, wobei die Biegemomenteinleiteeinrichtung (12) mindestens eine Linearantriebseinheit (13a bis 13c) aufweist, die an der zweiten Halteeinrichtung (11a) angreift.Contraption ( 40 . 50 . 60 . 70 ) according to claim 1, wherein the bending moment inducing device ( 12 ) at least one linear drive unit ( 13a to 13c ), which on the second holding device ( 11a ) attacks. Vorrichtung (40, 50, 60) nach Anspruch 2, wobei eine Mehrzahl von Linearantriebseinheiten (13a bis 13c) vorgesehen sind und Antriebsachsen (24) der Mehrzahl von Linearantriebseinheiten (13a bis 13c) parallel zueinander und um den Probekörper (10) herum sowie von dem Probekörper (10) beabstandet angeordnet sind.Contraption ( 40 . 50 . 60 ) according to claim 2, wherein a plurality of linear drive units ( 13a to 13c ) and drive axles ( 24 ) of the plurality of linear drive units ( 13a to 13c ) parallel to each other and around the specimen ( 10 ) and of the test specimen ( 10 ) are arranged at a distance. Vorrichtung (40, 50, 60) nach Anspruch 3, wobei die Antriebsachsen (24) parallel zu einer Einspannachse (25) des Probekörpers (10) verlaufen, wobei die Einspannachse (25) einer Erstreckungsrichtung des Probekörpers (10) zwischen der ersten Halteeinrichtung (11b) und der zweiten Halteeinrichtung (11a) entspricht.Contraption ( 40 . 50 . 60 ) according to claim 3, wherein the drive axles ( 24 ) parallel to a clamping axis ( 25 ) of the test specimen ( 10 ), wherein the clamping axis ( 25 ) an extension direction of the test specimen ( 10 ) between the first holding device ( 11b ) and the second holding device ( 11a ) corresponds. Vorrichtung (40, 50, 60, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite Halteeinrichtung (11a) flächig, insbesondere plattenförmig, ausgebildet ist.Contraption ( 40 . 50 . 60 . 70 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the second holding device ( 11a ) surface, in particular plate-shaped, is formed. Vorrichtung (40, 50, 60, 70) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die zweite Halteeinrichtung (11a) in einem zentralen Bereich einer Belastungsplatte (15) ausgebildet ist, an welcher der Probekörper (10) mittig eingespannt ist und an welcher die mindestens eine Linearantriebseinheit (13a bis 13c) außermittig angreift.Contraption ( 40 . 50 . 60 . 70 ) according to one of claims 2 to 5, wherein the second holding device ( 11a ) in a central region of a loading plate ( 15 ) is formed, on which the specimen ( 10 ) is centrally clamped and at which the at least one linear drive unit ( 13a to 13c ) attacks off-center. Vorrichtung (40, 50, 60, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Biegemomenteinleiteeinrichtung (12) eingerichtet ist, ein über die gesamte Länge des Probekörpers (10) hinweg konstantes Biegemoment anzulegen.Contraption ( 40 . 50 . 60 . 70 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the bending moment inducing device ( 12 ), one over the entire length of the specimen ( 10 ) create a constant bending moment. Vorrichtung (40, 50, 60, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Biegemomenteinleiteeinrichtung (12) eingerichtet ist, zusätzlich oder alternativ zu dem Einleiten eines Biegemoments eine Druck- oder Zugbeanspruchung an den Probekörper (10) anzulegen.Contraption ( 40 . 50 . 60 . 70 ) according to one of claims 1 to 7, wherein the bending moment inducing device ( 12 ) is set up, additionally or alternatively to the introduction of a bending moment a compressive or tensile stress on the specimen ( 10 ). Vorrichtung (40, 50, 60, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste Halteeinrichtung (11b) und die zweite Halteeinrichtung (11a) zum Einspannen des Probekörpers (10) derart eingerichtet sind, dass der Probekörper (10) während der Prüfung im Wesentlichen ruht.Contraption ( 40 . 50 . 60 . 70 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the first holding device ( 11b ) and the second holding device ( 11a ) for clamping the test specimen ( 10 ) are arranged such that the test specimen ( 10 ) is essentially resting during the test. Vorrichtung (40, 50, 60, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend eine Messeinrichtung (14), die zum Messen einer Reaktion des Probekörpers (10) auf die Prüflast eingerichtet ist und die an dem ersten Abschnitt (10b) des Probekörpers (10) angeordnet ist.Contraption ( 40 . 50 . 60 . 70 ) according to one of claims 1 to 9, comprising a measuring device ( 14 ) used to measure a reaction of the specimen ( 10 ) is set up for the test load and that at the first section ( 10b ) of the test specimen ( 10 ) is arranged. Vorrichtung (50, 60) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, aufweisend eine Torsionsmomenteinleiteeinrichtung (16), die zum Anlegen eines Torsionsmoments als zusätzliche Prüflast an den Probekörper (10) eingerichtet ist.Contraption ( 50 . 60 ) according to one of claims 1 to 10, comprising a Torsionsmomenteinleiteeinrichtung ( 16 ), which is used to apply a torsional moment as an additional test load to the specimen ( 10 ) is set up. Vorrichtung (50, 60) nach Anspruch 11, wobei die Torsionsmomenteinleiteeinrichtung (16) an dem zweiten Abschnitt (10a) des Probekörpers (10) oder an der zweiten Halteeinrichtung (11a) angeordnet ist.Contraption ( 50 . 60 ) according to claim 11, wherein the torsional moment introduction device ( 16 ) at the second section ( 10a ) of the test specimen ( 10 ) or at the second holding device ( 11a ) is arranged. Vorrichtung (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend eine Zusatzlasteinleiteeinrichtung (17), die zum Anlegen einer Zusatzlast als zusätzliche Prüflast an den Probekörper (10) eingerichtet ist und die an einem zentralen Abschnitt (10c) des Probekörpers (10) zwischen dem ersten Abschnitt (10b) des Probekörpers (10) und dem zweiten Abschnitt (10a) des Probekörpers (10) angeordnet ist.Contraption ( 60 ) according to one of claims 1 to 12, comprising an additional load injection device ( 17 ) for applying an additional load as an additional test load to the test specimen ( 10 ) and at a central section ( 10c ) of the test specimen ( 10 ) between the first section ( 10b ) of the test specimen ( 10 ) and the second section ( 10a ) of the test specimen ( 10 ) is arranged. Vorrichtung (40, 50, 60, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Biegemomenteinleiteeinrichtung (12) eingerichtet ist, an den Probekörper (10) ein Umlaufbiegemoment oder ein Axialbiegemoment anzulegen.Contraption ( 40 . 50 . 60 . 70 ) according to one of claims 1 to 13, wherein the bending moment introduction device ( 12 ) is attached to the specimen ( 10 ) Apply a circumferential bending moment or an axial bending moment. Vorrichtung (40, 50) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, aufweisend eine Steuereinheit (85) oder eine Regelungseinheit (95), die eingerichtet ist, eine Last-Zeit-Charakteristik vorzugeben, entsprechend welcher die Prüflast an den eingespannten Probekörper (10) anzulegen ist.Contraption ( 40 . 50 ) according to one of claims 1 to 14, comprising a control unit ( 85 ) or a regulatory unit ( 95 ), which is set to specify a load-time characteristic, according to which the test load on the clamped test specimen ( 10 ) is to create. Anordnung zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers (10), wobei die Anordnung aufweist: eine Vorrichtung (40, 50, 60, 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 15; den Probekörper (10), der mittels der ersten Halteeinrichtung (11b) und der zweiten Halteeinrichtung (11a) der Vorrichtung (40, 50, 60, 70) eingespannt oder einspannbar ist.Arrangement for testing the fatigue strength of a specimen ( 10 ), the arrangement comprising: a device ( 40 . 50 . 60 . 70 ) according to any one of claims 1 to 15; the specimen ( 10 ), which by means of the first holding device ( 11b ) and the second holding device ( 11a ) of the device ( 40 . 50 . 60 . 70 ) is clamped or clamped. Anordnung nach Anspruch 16, wobei der Probekörper (10) ein langgestrecktes Bauteil, insbesondere ein Radsatz für ein Schienenfahrzeug, ist.Arrangement according to claim 16, wherein the test specimen ( 10 ) is an elongate member, in particular a wheel set for a rail vehicle. Verfahren zur Prüfung der Betriebsfestigkeit eines Probekörpers (10), wobei das Verfahren aufweist: momentenabstützendes Einspannen eines ersten Abschnitts (10b) des Probekörpers (10) an einer ersten Halteeinrichtung (11b); Einspannen eines zweiten Abschnitts (10a) des Probekörpers (10) an einer zweiten Halteeinrichtung (11a); Anlegen eines Biegemoments als Prüflast an den mittels der ersten Halteeinrichtung (11b) und der zweiten Halteeinrichtung (11a) eingespannten Probekörper (10); wobei das Biegemoment an der zweiten Halteeinrichtung (11a) in den Probekörper (10) eingeleitet wird.Method for testing the fatigue strength of a specimen ( 10 ), the method comprising: torque-supporting clamping of a first section ( 10b ) of the test specimen ( 10 ) on a first holding device ( 11b ); Clamping a second section ( 10a ) of the test specimen ( 10 ) on a second holding device ( 11a ); Applying a bending moment as a test load to the means of the first holding device ( 11b ) and the second holding device ( 11a ) clamped specimens ( 10 ); wherein the bending moment on the second holding device ( 11a ) in the test specimen ( 10 ) is initiated. Verfahren nach Anspruch 18, wobei ein zeitlicher Verlauf der angelegten Prüflast zeitlichvariiert wird.The method of claim 18, wherein a time course of the applied test load is varied over time. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei ein zeitlicher Verlauf von individuellen Komponenten der angelegten Prüflast zeitlich variiert wird.The method of claim 18 or 19, wherein a time course of individual components of the applied test load is varied over time.
DE200910047364 2009-12-01 2009-12-01 System for testing the fatigue strength of a specimen Ceased DE102009047364A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910047364 DE102009047364A1 (en) 2009-12-01 2009-12-01 System for testing the fatigue strength of a specimen
EP10193365A EP2330399A1 (en) 2009-12-01 2010-12-01 System for testing the operational integrity of a sample subject, in particular for a wheelset of railway vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910047364 DE102009047364A1 (en) 2009-12-01 2009-12-01 System for testing the fatigue strength of a specimen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009047364A1 true DE102009047364A1 (en) 2011-06-09

Family

ID=43478318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910047364 Ceased DE102009047364A1 (en) 2009-12-01 2009-12-01 System for testing the fatigue strength of a specimen

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2330399A1 (en)
DE (1) DE102009047364A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2330399A1 (en) 2009-12-01 2011-06-08 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH System for testing the operational integrity of a sample subject, in particular for a wheelset of railway vehicles
DE102010017455A1 (en) * 2010-06-18 2011-12-22 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh Apparatus for testing operational stability of body, has loading device with linear actuator, which is designed to produce axial force acting parallel to rotational axis
DE102012206606B3 (en) * 2012-04-20 2013-10-17 Bombardier Transportation Gmbh Arrangement for analyzing torsional vibrations at wheel sets of rail vehicle, has support element coupled to base over resilient coupling so that return force effecting displacement of support element leads to mechanical vibration
DE102013111526A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 Bombardier Transportation Gmbh METHOD AND DEVICE FOR VALIDATING A MEASUREMENT DEVICE FOR A WHEEL SET OF A RAIL VEHICLE
CN113310711A (en) * 2021-06-23 2021-08-27 吉林大学 Centering and clamping device suitable for rail vehicle wheel pair measuring machine
US11740166B2 (en) * 2017-11-03 2023-08-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for determining elastoplastic properties and the failure behavior of a test specimen

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018128984B4 (en) 2018-11-19 2022-09-29 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Test stand for examining a sample
CN112198044B (en) * 2020-09-22 2023-12-22 国网湖北省电力有限公司随州供电公司 Testing device for testing torsion resistance and bending resistance of insulator
CN112985791A (en) * 2021-02-09 2021-06-18 湖南三一塔式起重机械有限公司 Fatigue endurance test device and test method for tower crane connecting piece
CN116718370B (en) * 2023-08-07 2023-11-10 山东济铁机务装备集团有限公司 High-speed railway locomotive axle gear box performance detection system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3605488A (en) * 1969-02-28 1971-09-20 Arland G Foster Machine for applying loads to a test specimen
DE2601259A1 (en) 1976-01-15 1977-07-21 Fraunhofer Ges Forschung Wheel test for rail vehicles - is under simulated operating conditions and has wheel running in rotating drum equipped with rail section
DE3244464A1 (en) * 1982-12-01 1984-06-07 Joachim Dipl.-Ing. 6930 Eberbach Leger MATERIAL AND COMPONENT TESTING MACHINE
DE3604186A1 (en) 1986-02-10 1987-08-13 Fraunhofer Ges Forschung METHOD AND DEVICE FOR TESTING RAIL VEHICLE WHEELS UNDER OPERATING-LIKE LOAD CONDITIONS
DE102005044903A1 (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device and method for load testing a wheelset shaft

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2843118B2 (en) * 1990-06-20 1999-01-06 株式会社鷺宮製作所 Shaft fatigue test equipment
GB0008937D0 (en) * 2000-04-12 2000-05-31 Baross John S Dynamic test rig for riser bend stiffeners
CN1194215C (en) * 2002-02-22 2005-03-23 李贵涛 Virtual mechanical axis material test systems
DE102009047364A1 (en) 2009-12-01 2011-06-09 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh System for testing the fatigue strength of a specimen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3605488A (en) * 1969-02-28 1971-09-20 Arland G Foster Machine for applying loads to a test specimen
DE2601259A1 (en) 1976-01-15 1977-07-21 Fraunhofer Ges Forschung Wheel test for rail vehicles - is under simulated operating conditions and has wheel running in rotating drum equipped with rail section
DE3244464A1 (en) * 1982-12-01 1984-06-07 Joachim Dipl.-Ing. 6930 Eberbach Leger MATERIAL AND COMPONENT TESTING MACHINE
DE3604186A1 (en) 1986-02-10 1987-08-13 Fraunhofer Ges Forschung METHOD AND DEVICE FOR TESTING RAIL VEHICLE WHEELS UNDER OPERATING-LIKE LOAD CONDITIONS
DE102005044903A1 (en) * 2005-09-20 2007-04-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Device and method for load testing a wheelset shaft

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2330399A1 (en) 2009-12-01 2011-06-08 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft mbH System for testing the operational integrity of a sample subject, in particular for a wheelset of railway vehicles
DE102010017455A1 (en) * 2010-06-18 2011-12-22 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh Apparatus for testing operational stability of body, has loading device with linear actuator, which is designed to produce axial force acting parallel to rotational axis
DE102010017455B4 (en) * 2010-06-18 2013-11-07 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh Apparatus and method for testing the fatigue life of a body
DE102012206606B3 (en) * 2012-04-20 2013-10-17 Bombardier Transportation Gmbh Arrangement for analyzing torsional vibrations at wheel sets of rail vehicle, has support element coupled to base over resilient coupling so that return force effecting displacement of support element leads to mechanical vibration
DE102013111526A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-23 Bombardier Transportation Gmbh METHOD AND DEVICE FOR VALIDATING A MEASUREMENT DEVICE FOR A WHEEL SET OF A RAIL VEHICLE
EP2866014A1 (en) * 2013-10-18 2015-04-29 Bombardier Transportation GmbH Method and device for validating a tension measurement device for a wheel set of a railway vehicle
US11740166B2 (en) * 2017-11-03 2023-08-29 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for determining elastoplastic properties and the failure behavior of a test specimen
CN113310711A (en) * 2021-06-23 2021-08-27 吉林大学 Centering and clamping device suitable for rail vehicle wheel pair measuring machine

Also Published As

Publication number Publication date
EP2330399A1 (en) 2011-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102009047364A1 (en) System for testing the fatigue strength of a specimen
EP2425225B1 (en) Test method for bogies as well as test stand and assembly stand
DE102012101613B4 (en) Test bench for motor vehicles
EP2293040A1 (en) Method and device for checking a sample body by combined rotational bending and torsion loading
DE102005044903B4 (en) Device and method for load testing a wheelset shaft
DE102005042025A1 (en) Vehicle function test
AT512260B1 (en) Test device for a roller test bench
DE102015203332B3 (en) Method and apparatus for detecting noise vibration harshness emissions of a wheel brake
DE102016223900A1 (en) Measuring device for measuring the bending behavior of a sample
DE102014002260A1 (en) Bremsenprüfstand
DE102011013762B4 (en) Hardness Tester
EP3704460B1 (en) Device for structure testing
WO2015185705A1 (en) Centrifugal-force-based testing device
DE102017200516A1 (en) Arrangement and method for testing a wheel brake
DE102010052814A1 (en) Device for avoiding instability of loaded structures, comprises adjustable support elements, which are provided on each adjacent side of structure for adjusting one or multiple support element distances
DE102010017455B4 (en) Apparatus and method for testing the fatigue life of a body
AT511568B1 (en) Device for testing an axle assembly of a motor vehicle
DE202015009582U1 (en) Device for testing tablets
DE10058498C2 (en) Device for determining the torsional moment and the axial force in torsion tests on thin fibers
DE102013111526A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR VALIDATING A MEASUREMENT DEVICE FOR A WHEEL SET OF A RAIL VEHICLE
DE2400921C3 (en) Device for testing mechanically stressed, wheel-shaped parts
AT513611B1 (en) Test bench for wheelset shafts
DE102005016307B4 (en) Device for sample testing
DE102009032954A1 (en) Test stand for examining vehicle cover, has kinematic devices with holding units, where vehicle cover is held, positioned or fastened opposite to stand by units, and stand creates reproducible testing conditions during load test of cover
DE102016113575A1 (en) Measuring wheel and evaluation unit for determining assembly forces during tire assembly

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20131224